KR20040014981A - Position sensor - Google Patents
Position sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040014981A KR20040014981A KR10-2003-7002948A KR20037002948A KR20040014981A KR 20040014981 A KR20040014981 A KR 20040014981A KR 20037002948 A KR20037002948 A KR 20037002948A KR 20040014981 A KR20040014981 A KR 20040014981A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- circuit
- core
- detection coil
- detection
- current
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
- G01D5/2208—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
본 발명은 정전류 회로로부터 검출 코일에 교류 전류를 공급함과 동시에, 직류 전류를 공급하고, 전체 변위 구간의 검출부의 출력 전압의 피크값의 온도 계수의 변동폭이 교류 전류의 주파수에서의 검출 코일의 임피던스의 교류 성분의 온도 계수의 변동폭보다 작아지도록, 직류 전류와 교류 전류의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 어느 하나 이상을 설정한다.The present invention supplies an alternating current to a detection coil from a constant current circuit, and at the same time supplies a direct current, and the variation in the temperature coefficient of the peak value of the peak value of the output voltage of the detection section of the entire displacement section is determined by the impedance of the detecting coil at the frequency of the alternating current. AC characteristics of the DC current and the alternating current ratio, the AC component and the DC component ratio of the impedance of the detection section, the temperature characteristic of the ratio of the DC current and AC current, and the impedance of the impedance of the detection section so as to be smaller than the fluctuation range of the temperature coefficient of the AC component. Any one or more of the temperature characteristic of the ratio of a component and a direct current component is set.
Description
종래의 위치 센서로서, 검출 코일에 코어를 삽입하고 검출 코일의 임피던스의 변화를 검출하여, 변위 신호를 출력하는 위치 센서가 제안되어 있다. 도 34는 이 위치 센서의 검출부의 개요도, 도 35는 코어 변위(X)와 검출 코일(2)의 교류 임피던스(Zac)의 관계를 나타내는 개요도, 도 36은 전체 회로의 개요도이다. 또한, 교류 임피던스(Zac)는 실부와 허부로 이루어져 있으며, 도 35에서는 변위(X)가 클수록 코어(301)의 검출 코일(302)에 대한 관입량(貫入量)이 많아져, 교류 임피던스(Zac)는 증대하고 있으나, 변위(X)가 클수록 코어(301)의 검출 코일(302)에 대한 관입량이 적어지는 구성으로 하여, 변위(X)가 클수록 교류 임피던스(Zac)가 감소하는 구성이어도 된다.As a conventional position sensor, a position sensor is proposed which inserts a core into a detection coil, detects a change in impedance of the detection coil, and outputs a displacement signal. FIG. 34 is a schematic diagram of the detection unit of this position sensor, FIG. 35 is a schematic diagram showing the relationship between the core displacement X and the AC impedance Zac of the detection coil 2, and FIG. 36 is a schematic diagram of the entire circuit. In addition, the AC impedance Zac is composed of a real part and a virtual part. In FIG. 35, the larger the displacement X, the larger the amount of penetration of the core 301 into the detection coil 302, and thus the AC impedance Zac. ) Increases, but the larger the displacement X, the smaller the penetration amount of the core 301 into the detection coil 302, and the larger the displacement X, the lower the AC impedance Zac may be.
상기 종래의 위치 센서에서는, 일반적으로 검출 코일(302)에 교류 전류를 부여하고, 검출 코일(302)의 양단에 발생하는 전압의 진폭이나 위상을 검출하여, 적당한 신호 처리를 행한다. 여기서, 교류 전류를 부여하는 것은, 검출 코일(302)의 교류 임피던스(Zac)에 비례한 전압 진폭이 얻어지기 때문이다.In the above conventional position sensor, in general, an alternating current is applied to the detection coil 302, the amplitude and phase of the voltage generated at both ends of the detection coil 302 are detected, and appropriate signal processing is performed. The reason why the alternating current is given here is that a voltage amplitude proportional to the alternating current impedance Zac of the detection coil 302 is obtained.
그러나, 코어(301)가 자성체인 경우, 코어(301)의 삽입시의 검출 코일(302)의 임피던스(Z)의 온도 변화율(온도 계수)은 코어(301)의 변위(X)에 대해 일률적이지 않아, 도 37과 같이 코어(301)의 삽입량이 많을수록 온도 변화율(△)(dZac/dt)도 커지는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 검출 코일(302)의 출력 전압을 회로적으로 온도 보상하여 변위 신호를 얻기 위해서는 회로 구성이 복잡해진다는 문제가 있었다.However, when the core 301 is a magnetic material, the rate of change of temperature (temperature coefficient) of the impedance Z of the detection coil 302 at the time of insertion of the core 301 is not uniform with respect to the displacement X of the core 301. Therefore, it is known that as the insertion amount of the core 301 increases as shown in FIG. 37, the temperature change rate DELTA (dZac / dt) also increases. For this reason, in order to obtain the displacement signal by temperature-compensating the output voltage of the detection coil 302, there exists a problem that a circuit structure becomes complicated.
상기 문제점을 해결하기 위해, US특허 5003258, US특허 4864232, US특허 5898300 등의 기술이 있다. 도 38은 US특허 5003258에 기재된 도면이다. 이들은 본질적으로 코어(401)의 자성체(421)에 의한 임피던스(Z)(인덕턴스 성분)의 온도 변화와 비자성체(422)에 의한 임피던스(Z)(와전류 성분)의 온도 변화를 상쇄하도록, 검출 코일(402)을 만들어 넣은 것이다.In order to solve the above problems, there are techniques such as US Patent 5003258, US Patent 4864232, US Patent 5898300. 38 is a view described in US Patent 5003258. These are essentially detect coils to compensate for changes in temperature of impedance Z (inductance component) by magnetic material 421 of core 401 and changes in temperature of impedance Z (eddy current component) by nonmagnetic material 422. 402 is made.
즉, 검출 코일(402)의 임피던스(Z)의 온도 계수가 코어(401)의 변위(X)에 의존하는 문제점에 대해, 검출 코일(402) 및 그 주변의 구조를 고안함으로써, 임피던스(Z)의 온도 계수의 변위 의존성을 작게 하는 것이었다. 그러나, 이 경우도 부품 점수가 많아지고, 부품간의 위치 결정이 곤란하며, 검출 코일에 대한 설계 제약이 많고, 범용성이 부족하여, 상기 이유에 의한 비용 상승의 문제점이 발생했다.That is, for the problem that the temperature coefficient of the impedance Z of the detection coil 402 depends on the displacement X of the core 401, the impedance Z is devised by devising the structure of the detection coil 402 and its surroundings. The displacement dependence of the temperature coefficient of was made small. However, even in this case, the number of parts is increased, the positioning between parts is difficult, the design constraints on the detection coil are large, the versatility is insufficient, and the problem of cost increase is caused.
다음으로, 도 34의 검출 코일(302)의 변위(X)와 검출 코일(302)의 교류 임피던스(Zac)의 관계를 도 35로부터, 조금 더 실제에 가까운 상태로 도시한 것이 도 39이다. 도 39에서는, 스트로크의 중앙 부분에 대해서는 변위(X)에 대한 교류 임피던스(Zac)의 직선성이 좋지만, 양단부에서 직선성이 나빠져 있다. 특히, 검출 코일(302) 내에 들어가는 코어(301)의 관입이 적은 경우에 직선성이 특히 나쁘다.이는 코어(301)의 선단 부분은 다른 부분에 비해 검출 코일(302)의 임피던스(Z)의 증가에 기여하는 비율이 낮기 때문이라고 생각된다. 이를 단부 효과라 칭하는 경우가 있다.Next, the relationship between the displacement X of the detection coil 302 of FIG. 34, and the alternating current impedance Zac of the detection coil 302 is shown in FIG. 35 more realistically. In FIG. 39, the linearity of the AC impedance Zac with respect to the displacement X is good with respect to the center portion of the stroke, but the linearity is worsened at both ends. In particular, the linearity is particularly bad when the penetration of the core 301 entering the detection coil 302 is small. This means that the tip portion of the core 301 has an increase in the impedance Z of the detection coil 302 compared with other portions. It is because the ratio which contributes to is low. This may be called end effect.
통상은, 원하는 변위 구간이 중앙부의 직선성이 좋은 구간이 되도록 센서를 구성하나, 치수상의 제약이 있는 경우 등, 상기의 이유에 의해 원하는 직선성을 얻는 것이 어렵다는 문제도 있었다.Usually, although a sensor is comprised so that a desired displacement section may be a section with a good linearity in a center part, there existed a problem that it was difficult to obtain desired linearity for the said reason, such as when there is a limitation in a dimension.
다음으로, 종래의 구조상의 문제에 대해 설명한다. 위치 센서의 직선성을 향상시키기 위한 하나의 형상적인 수단으로서, 보빈 감음부의 단면적을 가능한 한 작게 하여 보빈(315)(도 34 참조)의 권선부의 단면적에 대한 코어(301)의 단면적의 비율을 가능한 한 크게 하는 방법이 있다. 이 경우, 보빈(315)의 권선부의 내벽(관통구멍의 측면)과 코어(301) 사이의 클리어런스는 작은 편이 좋다.Next, the conventional structural problem is demonstrated. As one shape means for improving the linearity of the position sensor, the cross-sectional area of the bobbin winding portion is made as small as possible so that the ratio of the cross-sectional area of the core 301 to the cross-sectional area of the winding portion of the bobbin 315 (see FIG. 34) is increased. There is a way to make it as large as possible. In this case, the clearance between the inner wall (the side of the through hole) of the winding part of the bobbin 315 and the core 301 is preferably smaller.
여기서, 보빈(315)이 플라스틱 등의 비금속체로 형성되어 있는 한, 코어(301)와 보빈(315)의 내벽이 접촉해도 전기적 특성(코일 임피던스 등)에는 큰 영향은 없으나, 코어(301)와 보빈(315)의 내벽이 접촉함으로써, 코어(301)와 검출 코일(302)이 순조롭게 상대 변위하지 않게 되어, 코어(301)의 변형이나, 기계적 히스테리시스의 발생 등의 문제를 발생시키는 경우가 있다.Here, as long as the bobbin 315 is formed of a nonmetallic body such as plastic, even if the inner wall of the core 301 and the bobbin 315 are in contact with each other, there is no significant effect on the electrical characteristics (coil impedance, etc.), but the core 301 and the bobbin When the inner wall of 315 contacts, the core 301 and the detection coil 302 may not be relatively displaced smoothly, and may cause problems, such as deformation of the core 301 and generation of mechanical hysteresis.
특히, 회전형 위치 센서의 경우, 만곡된 코어와 만곡된 검출 코일의 위치 결정이 어려우므로, 코어와 보빈의 내벽이 접촉하여 상술한 바와 같은 문제를 발생시키는 경우가 많아지고 있다.In particular, in the case of the rotary position sensor, since the positioning of the curved core and the curved detection coil is difficult, the core and the inner wall of the bobbin come into contact with each other to generate the above problems.
또한, 이러한 회전형 위치 센서의 경우, 코일 권선에 관한 이하와 같은 문제점도 있다. 먼저, 보빈이 만곡되어 있기 때문에 균일한 권선이 어렵고, 권선에 긴 시간을 요한다. 또, 만곡된 보빈에 권선하는 경우, 권선시의 장력에 의해 권선 후의 보빈의 곡률이 국부적으로 권선 전의 곡률보다 커져버려, 이 곡률 변화에 의해 상술한 바와 같이 코어와 보빈 감음부의 내벽의 걸림이 발생하여, 극단적인 경우에는 가동체가 도중까지밖에 변위할 수 없게 되는 경우도 있다.In addition, such a rotational position sensor also has the following problems with regard to coil winding. First, since the bobbin is curved, uniform winding is difficult, and a long time is required for the winding. Moreover, when winding to a curved bobbin, the curvature of the bobbin after winding locally becomes larger than the curvature before winding due to the tension at the time of winding. As a result of the change in curvature, the inner wall of the core and the bobbin winding part is caught as described above. In an extreme case, the movable body may be displaced only to the middle.
<발명의 개시><Start of invention>
본 발명의 목적은, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 보상할 수 있는 위치 센서를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a position sensor capable of compensating a change in the temperature coefficient of the impedance of a detection coil with respect to displacement with a simple circuit.
본 발명의 일 국면에 따른 위치 센서는, 소정의 진폭의 직류 전류에 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전류를 중첩한 정전류를 출력하는 정전류 회로와, 정전류가 공급되는 적어도 검출 코일로 이루어지는 검출부와, 검출 코일에 대해 검출 코일의 권축 방향으로 상대 변위하는 코어와, 정전류에 의해 발생하는 검출부의 출력 전압의 피크값에 기초하여 코어와 검출 코일의 위치 정보를 나타내는 변위 신호를 출력하는 신호 처리 회로를 구비하고, 코어의 검출 코일에 대한 전체 변위 구간에서의 검출부의 출력 전압의 피크값의 온도 계수의 변동폭이, 코어의 검출 코일에 대한 전체 변위 구간에서의 상기 소정의 주파수에서의 검출부의 임피던스의 교류 성분의 온도 계수의 변동폭보다 작아지도록, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 어느 하나 이상을 설정하는 것이다.According to an aspect of the present invention, a position sensor includes a constant current circuit for outputting a constant current superimposed on a direct current having a predetermined amplitude and an alternating current having a predetermined frequency and amplitude, a detection unit including at least a detection coil supplied with a constant current, and a detection unit. A core which is relatively displaced in the crimp direction of the detection coil relative to the coil, and a signal processing circuit which outputs a displacement signal representing the position information of the core and the detection coil based on the peak value of the output voltage of the detection portion generated by the constant current; The fluctuation range of the temperature coefficient of the peak value of the output voltage of the detector in the entire displacement section with respect to the detection coil of the core is the AC component of the impedance of the detector at the predetermined frequency in the entire displacement section with respect to the detection coil of the core. The ratio of the direct current of the constant current to the alternating current so that it becomes smaller than the fluctuation range of the temperature coefficient, and the impedance of the detection part Any of the temperature characteristic of the ratio of the scan of the AC component with the ratio of direct current component and the temperature characteristic of the constant current of the direct current and alternating current with the ratio, the impedance of the detector the AC component and the DC component is to set one or more.
이 구성에 의하면, 검출 대상에 따라 검출 코일을 자유롭게 선택할 수 있는 동시에, 회로 상의 정수를 설정함으로써 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변위 의존성을 용이하게 저감할 수 있고, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 보상할 수 있다.According to this configuration, the detection coil can be freely selected according to the detection target, and by setting a constant on the circuit, the displacement dependency of the temperature coefficient of the impedance of the detection coil can be easily reduced, and the impedance of the detection coil with respect to the displacement can be easily reduced. Changes in the temperature coefficient can be compensated with a simple circuit.
본 발명은 이동체의 변위를 검출하는 위치 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a position sensor for detecting the displacement of the moving body.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 회로 구성을 나타낸 도면,1 is a diagram showing the circuit configuration of Embodiment 1 of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시형태 1의 상면을 나타낸 도면,2 is a view showing an upper surface of Embodiment 1 of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시형태 1의 측면 단면을 나타낸 도면,3 is a side cross-sectional view of Embodiment 1 of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시형태 1의 검출 코일의 단면을 나타낸 도면,4 is a cross-sectional view of a detection coil of Embodiment 1 of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시형태 1의 검출 코일의 양단 전압 파형을 나타낸 도면,5 is a diagram showing voltage waveforms at both ends of a detection coil according to Embodiment 1 of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시형태 1의 회전 각도와 검출 코일의 임피던스의 관계를 나타낸 도면,6 is a diagram showing a relationship between the rotation angle and the impedance of a detection coil according to the first embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시형태 1의 회전 각도와 검출 코일의 양단 전압의 관계를 나타낸 도면,7 is a view showing a relationship between the rotation angle of the first embodiment of the present invention and the voltage across the detection coil;
도 8은 본 발명의 실시형태 1의 회전 각도와 검출 코일의 양단 전압의 온도 계수의 관계를 나타낸 도면,8 is a view showing a relationship between a rotation angle of a first embodiment of the present invention and a temperature coefficient of the voltage across the detection coil;
도 9는 본 발명의 실시형태 1의 회전 각도와 검출 코일의 양단 피크 전압의 온도 계수의 관계를 나타낸 도면,9 is a view showing a relationship between a rotation angle of the first embodiment of the present invention and the temperature coefficient of the peak voltage at both ends of the detection coil;
도 10은 본 발명의 실시형태 1의 정전류 회로와 신호 처리 회로의 구체적인 회로 구성을 나타낸 도면,10 is a diagram showing a specific circuit configuration of the constant current circuit and the signal processing circuit according to the first embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 실시형태 1의 발진 회로의 구체적인 회로 구성을 나타낸 도면,11 is a diagram showing a specific circuit configuration of an oscillation circuit according to Embodiment 1 of the present invention;
도 12는 본 발명의 실시형태 1의 전압-전류 변환 회로의 다른 회로 구성을 나타낸 도면,12 is a diagram showing another circuit configuration of the voltage-current conversion circuit of Embodiment 1 of the present invention;
도 13은 본 발명의 실시형태 1의 정전류 회로의 다른 회로 구성을 나타낸 도면,13 is a diagram showing another circuit configuration of the constant current circuit according to the first embodiment of the present invention;
도 14는 본 발명의 실시형태 1의 다른 회로 구성을 나타낸 도면,14 is a diagram showing another circuit configuration according to the first embodiment of the present invention;
도 15는 회전 각도와 검출 코일의 양단 전압의 온도 계수의 관계를 나타낸 참고도,15 is a reference diagram showing a relationship between a rotation angle and a temperature coefficient of a voltage at both ends of a detection coil;
도 16은 본 발명의 실시형태 2의 검출 코일의 등가 회로를 나타낸 도면,16 is a diagram showing an equivalent circuit of the detection coil of Embodiment 2 of the present invention;
도 17은 본 발명의 실시형태 2의 표피 효과에 의한 구리선의 저항치 변동을 나타낸 도면,17 is a view showing variation in resistance value of a copper wire due to the skin effect of Embodiment 2 of the present invention;
도 18은 본 발명의 실시형태 2의 근접 효과에 의한 구리선의 저항치 변동을 나타낸 도면,18 is a view showing a variation in resistance of a copper wire due to the proximity effect of Embodiment 2 of the present invention;
도 19는 본 발명의 실시형태 3의 코어에 사용하는 자성체의 특성을 나타낸 도면,19 is a view showing the characteristics of the magnetic body used in the core of Embodiment 3 of the present invention;
도 20은 본 발명의 실시형태 3의 각도 스팬과 검출 코일의 교류 임피던스의 직선성의 관계를 주파수별로 나타낸 도면,20 is a diagram showing, for each frequency, the relationship between the linearity of the angular span and the AC impedance of the detection coil according to the third embodiment of the present invention;
도 21은 본 발명의 실시형태 3의 코어의 단부를 나타낸 도면,21 is a view showing the ends of the core of Embodiment 3 of the present invention;
도 22는 본 발명의 실시형태 3의 직선 스트로크 구성의 위치 센서의 측면 단면을 나타낸 도면,FIG. 22 is a side cross-sectional view of a position sensor in a straight stroke configuration according to a third embodiment of the present invention; FIG.
도 23은 본 발명의 실시형태 3의 에지를 제거한 코어의 단부를 나타낸 도면,Fig. 23 is a view showing the ends of the core with the edge removed in Embodiment 3 of the present invention;
도 24는 본 발명의 실시형태 3의 양단부에 유지·고정용 부재를 설치한 검출 코일을 나타낸 도면,24 is a view showing a detection coil provided with holding and fixing members at both ends of Embodiment 3 of the present invention;
도 25는 본 발명의 실시형태 4의 검출부를 2개 구비하는 제 1 위치 센서의 상면을 나타낸 도면,25 is a view showing an upper surface of a first position sensor including two detection parts according to a fourth embodiment of the present invention;
도 26은 본 발명의 실시형태 4의 제 1 위치 센서의 측면 단면의 일부를 나타낸 도면,FIG. 26 is a view showing a part of side cross section of the first position sensor of Embodiment 4 of the present invention; FIG.
도 27은 본 발명의 실시형태 4의 검출부를 2개 구비하는 제 2 위치 센서의 상면을 나타낸 도면,27 is a view showing an upper surface of a second position sensor including two detection sections according to the fourth embodiment of the present invention;
도 28은 본 발명의 실시형태 4의 제 2 위치 센서의 측면 단면의 일부를 나타낸 도면,28 is a view showing a part of a side cross section of the second position sensor of Embodiment 4 of the present invention;
도 29는 본 발명의 실시형태 5의 변위 신호를 나타낸 제 1도,29 is a first diagram showing a displacement signal of Embodiment 5 of the present invention;
도 30은 본 발명의 실시형태 5의 변위 신호를 나타낸 제 2도,30 is a second diagram showing a displacement signal of Embodiment 5 of the present invention;
도 31은 본 발명의 실시형태 5의 변위 신호를 나타낸 제 3도,31 is a third diagram showing a displacement signal of Embodiment 5 of the present invention;
도 32는 본 발명의 실시형태 6의 단면 구조를 나타낸 도면,32 is a view showing the cross-sectional structure of Embodiment 6 of the present invention;
도 33은 본 발명의 실시형태 6의 회로 구성을 나타낸 도면,33 is a diagram showing the circuit configuration according to the sixth embodiment of the present invention;
도 34는 종래의 제 1 위치 센서의 측면 단면을 나타낸 도면,34 is a side cross-sectional view of a conventional first position sensor;
도 35는 종래의 제 1 위치 센서의 변위와 검출 코일의 교류 임피던스의 관계를 나타낸 도면,35 is a view showing a relationship between a displacement of a conventional first position sensor and an alternating current impedance of a detection coil;
도 36은 종래의 제 1 위치 센서의 회로 구성을 나타낸 도면,36 is a view showing the circuit configuration of a conventional first position sensor;
도 37은 종래의 제 1 위치 센서의 변위와 검출 코일의 교류 임피던스의 온도 계수의 관계를 나타낸 도면,37 is a view showing a relationship between a displacement of a conventional first position sensor and a temperature coefficient of an alternating current impedance of a detection coil;
도 38은 종래의 제 2 위치 센서의 측면 단면을 나타낸 도면,38 is a side cross-sectional view of a conventional second position sensor,
도 39는 종래의 제 1 위치 센서의 변위와 검출 코일의 교류 임피던스의 관계를 실제에 가까운 상태로 나타낸 도면이다.Fig. 39 is a diagram showing a relationship between a displacement of a conventional first position sensor and an alternating current impedance of a detection coil in a state close to reality.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on drawing.
(실시형태 1)(Embodiment 1)
본 실시형태의 위치 센서의 회로 구성을 도 1에 나타내고, 상면도를 도 2에, 도 2의 A-A' 단면도를 도 3에 각각 나타내고, 검출 코일(20)의 단면도를 도 4에 나타낸다.The circuit structure of the position sensor of this embodiment is shown in FIG. 1, a top view is shown in FIG. 2, A-A 'sectional drawing of FIG. 2 is shown in FIG. 3, and sectional drawing of the detection coil 20 is shown in FIG.
본 실시형태의 위치 센서는 단면 コ자형으로, コ자의 내측에 코팅(21)을 실시하고, 일정 곡률로 만곡된 만곡 보빈(22)에 감긴 검출 코일(20)과, 만곡된 검출 코일(20)의 중심을 회전축으로 하는 원기둥체의 외측에 돌출부(23a)를 형성한 가동 블록(23)과, 돌출부(23a)에 일단을 접속하고, 검출 코일(20)의 중공 부분에 관입하는 일정 곡률로 만곡된 자성 재료로 이루어지는 코어(60)와, 검출 코일(20)의 곡률 변화를 교정하기 위한 곡률 교정용 부재(24)와, 고정면 상에 각 부품을 배치하여 고정하는 하우징(25)과, 소정 진폭의 직류 전류(Idc)에 소정의 주파수(f) 및 진폭(Iac)의 교류 전류를 중첩한 정전류(Id)를 검출 코일(20)에 출력하는 정전류회로(30)와, 정전류 회로(30)가 출력하는 정전류(Id) 및 검출 코일(20)의 임피던스(Z)에 의해 정해지는 검출 코일(20)의 양단 전압(Vs)(검출 신호)의 피크값(V1)에 따라, 코어(60)와 검출 코일(20)의 위치 정보를 나타내는 변위 신호(Vout)를 출력하는 신호 처리 회로(40)를 구비하고, 검출 코일(20)은 정전류(Id)를 공급받아, 검출 신호를 출력하는 검출부(50)를 구성하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 만곡 보빈(22)의 단면 형상은, 사출 성형 등에 의해 형성이 용이한 コ자형으로 했으나, 다른 형상이어도 된다.The position sensor according to the present embodiment has a cross section U-shape, which is coated with the inside of the U-shaped coating 21 and wound around the curved bobbin 22 curved at a constant curvature, and the curved detection coil 20. The movable block 23 having the protrusion 23a formed on the outer side of the cylindrical body having the center of rotation as the rotation axis thereof, and one end thereof connected to the protrusion 23a, and curved at a constant curvature penetrating into the hollow portion of the detection coil 20. A core 60 made of a magnetic material, a curvature correction member 24 for correcting a change in curvature of the detection coil 20, a housing 25 for disposing and fixing each component on a fixed surface, and predetermined The constant current circuit 30 which outputs the constant current Id which superimposed the DC current Idc of amplitude, and the alternating current of amplitude Iac to the detection coil 20, and the constant current circuit 30, respectively. Voltage Vs at both ends of the detection coil 20 determined by the constant current Id and the impedance Z of the detection coil 20 Signal processing circuit 40 for outputting a displacement signal Vout indicating the position information of the core 60 and the detection coil 20 in accordance with the peak value V1 of the signal), and the detection coil 20 The detector 50 is supplied with a constant current Id and outputs a detection signal. In addition, in this embodiment, although the cross-sectional shape of the curved bobbin 22 was formed in the U shape which is easy to form by injection molding etc., another shape may be sufficient.
그리고, 가동 블록(23)이 회전하여, 회전각(θ)이 0°부터 90°가 됨에 따라, 검출 코일(20)에 관입되어 있는 코어(60) 부분이 적어지는 구성으로 되어 있다. 또, 정전류 회로(30)는 소정 진폭의 직류 전압(Vdc')에 소정 주파수(f) 및 진폭(Vac')의 교류 전압을 중첩한 정전압(Vd')을 발생시키는 발진 회로(30a)와, 발진 회로(30a)가 출력하는 정전압(Vd')을 정전류(Id)로 변환하는 전압-전류 변환 회로(30b)로 구성된다.Then, as the movable block 23 rotates and the rotation angle θ becomes from 0 ° to 90 °, a portion of the core 60 penetrated into the detection coil 20 is reduced. In addition, the constant current circuit 30 includes an oscillation circuit 30a for generating a constant voltage Vd 'obtained by superimposing an alternating voltage of a predetermined frequency f and an amplitude Vac' on a DC voltage Vdc 'having a predetermined amplitude; It consists of the voltage-current conversion circuit 30b which converts the constant voltage Vd 'which the oscillation circuit 30a outputs into the constant current Id.
먼저, 검출부(50)의 검출 신호의 온도 특성에 대해, 구체적인 예를 기초로 설명한다. 통상 위치 센서에서는, 어느 소정의 변위 구간에서의 검출 신호의 출력 직선성 오차가 상온에서 규정되고, 그에 일정한 마진을 부여하여 전체 동작 온도 범위에서의 값을 규정한다. 예를 들면, "위치 검출의 각도 범위 θ = 0 ∼ 90°이고, 검출 신호의 직선성 오차가 상온에서 ±1%FS 이하, -40 ∼ +130℃에서 ±2%FS 이하"와 같은 식이다. 이 경우, 온도 변동 요인에 의한 직선성 오차의 악화는 약 ±1%FS 정도로 억제해야만 한다. 실온을 30℃로 하면, 고온측은 100℃의 온도 폭이 있으므로, 검출 신호가 온도에 대해 직선적인 변화를 한다고 가정한 경우, 온도 변화율(온도 계수)의 변동폭을 ±100ppm/K 이하로 억제해야만 한다.First, the temperature characteristic of the detection signal of the detection part 50 is demonstrated based on a specific example. In a normal position sensor, an output linearity error of a detection signal in a predetermined displacement section is defined at room temperature, and a constant margin is given thereto to define a value in the entire operating temperature range. For example, "An angular range θ = 0 to 90 ° of position detection, and the linearity error of the detection signal is ± 1% FS or less at room temperature, ± 2% FS or less at -40 to + 130 ° C ''. . In this case, the deterioration of the linearity error due to the temperature fluctuation factor should be suppressed to about ± 1% FS. If the room temperature is 30 ° C, since the high temperature side has a temperature range of 100 ° C, if the detection signal assumes a linear change with temperature, the fluctuation range of the temperature change rate (temperature coefficient) should be suppressed to ± 100 ppm / K or less. .
또, 원하는 변위 구간 내의 임의의 변화에 있어서도, 검출 코일(20)의 양단 전압(Vs)의 피크값(V1)의 온도 계수의 변동폭(△)(dV1/dT)이 ±100ppm/K 이하이면, 일정 온도 계수의 간단한 온도 보상 회로를 부가함으로써, 온도 보상 후의 전압을 그 변위에서의 상온치±100ppm/K로 할 수 있다. 이것이 본 실시형태의 지향하는 바이다.Moreover, also in the arbitrary change in a desired displacement range, if the fluctuation range (DELTA) (dV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak value V1 of the voltage Vs of both ends of the detection coil 20 is ± 100 ppm / K or less, By adding a simple temperature compensation circuit with a constant temperature coefficient, the voltage after temperature compensation can be set to the normal temperature value ± 100 ppm / K at the displacement. This is the orientation of the present embodiment.
다음으로, 본 실시형태의 동작에 대해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 정전류 회로(30)로부터 검출 코일(20)에 교류 전류(Iac)를 공급하는 동시에, 직류 전류(Idc)를 공급한다. 검출 코일(20)의 직류 저항을 Zdc, 교류 전류(Iac)의 발진 주파수(f)에서의 교류 임피던스를 Zdc, 검출 코일(20)의 양단 전압을 Vs로 하면, 전압(Vs)은 직류 전압(Vdc)과 교류 전압(Vac)의 합으로 생각되고,Next, the operation of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the alternating current Iac is supplied from the constant current circuit 30 to the detection coil 20, and the direct current Idc is supplied. When the DC resistance of the detection coil 20 is Zdc and the AC impedance at the oscillation frequency f of the AC current Iac is Zdc and the voltage at both ends of the detection coil 20 is Vs, the voltage Vs is the DC voltage ( Is thought to be the sum of Vdc) and the alternating voltage (Vac),
로 나타낼 수 있다. 수학식 1에서 모든 양은 복소수이나, 전압(Vs)의 피크 전압(V1)만을 생각하면,It can be represented as. In Equation 1, all quantities are complex numbers, but considering only the peak voltage V1 of the voltage Vs,
가 되고, 수학식 2에서의 모든 양은 실수로서 취급할 수 있으며, 그 파형은 도 5에 나타낸 바와 같이, 피크 전압(V1)을 갖는, 직류 전압(Vdc)과 교류전압(Vac)의 합으로 되어 있다.All quantities in Equation 2 can be treated as real numbers, and the waveform is the sum of the DC voltage Vdc and the AC voltage Vac having the peak voltage V1, as shown in FIG. have.
도 6은 구리니켈 합금선(GCN15선)으로 감은 검출 코일(20)의 임피던스의 실측치를 기초로 작성한 샘플 데이터이며, 검출 코일(20)의 직류 저항(Zdc)과 교류 임피던스(Zac)를, 도 2의 회전 각도(θ)를 가로축으로 한 그래프에 플롯한 것이다. 여기서는, 임피던스(Z)가 회전 각도(θ)에 대해 완전하게 직선적으로 변화하도록 설정했으나, 실측치에 상당히 가까운 값으로 되어 있다. 또한, 주위 온도 : -40℃, +25℃, +85℃, +130℃에서의 각 데이터를 나타내고 있다.FIG. 6 is sample data created based on actual values of impedances of the detection coil 20 wound with a copper nickel alloy wire (GCN15 wire), and illustrates a direct current resistance Zdc and an alternating current impedance Zac of the detection coil 20. It is plotted on the graph which made the rotation angle (theta) of 2 the horizontal axis. Here, although the impedance Z is set so that it may change completely linearly with respect to the rotation angle (theta), it becomes a value considerably close to actual value. Moreover, each data in ambient temperature: -40 degreeC, +25 degreeC, +85 degreeC, and +130 degreeC is shown.
그리고, 주위 온도 +25℃에서, 직류 저항(Zdc)은 188Ω, 온도 계수는 511ppm/K이며, 교류 임피던스(Zac)는,And at an ambient temperature of + 25 ° C, the DC resistance Zdc is 188 Ω, the temperature coefficient is 511 ppm / K, and the AC impedance Zac is
으로 표시되고, Z0 = 636Ω, Z' = -3.48Ω/deg이며, β0 = 478ppm/K, β' = -2.49ppm/K/deg이며, θ는 회전 각도, T는 주위의 섭씨 온도를 나타낸다. 여기서, 교류 임피던스(Zac)의 온도 계수는 θ = 0°에서는 478ppm/K, θ=90°에서는 254ppm/K이므로, 그 변동폭(△)(dZac/dT)은 224ppm/K에 달하고 있다.Z0 = 636Ω, Z '= -3.48Ω / deg, β0 = 478ppm / K, β' = -2.49ppm / K / deg, θ is a rotation angle, and T represents a celsius temperature. Here, the temperature coefficient of the AC impedance Zac is 478 ppm / K at θ = 0 °, and 254 ppm / K at θ = 90 °, so the fluctuation range Δ (dZac / dT) reaches 224 ppm / K.
다음으로, 정전류 회로(30)가 출력하는 직류 전류 Idc = 1.5mA, 교류 전류 Iac = 0.3mA로 하고, 간단히 하기 위해 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac) 및 주파수(f)의 온도 변화율을 제로로 하여 수학식 2로부터, 검출 코일(20)의 양단의 직류 전압(Vdc), 교류 전압(Vac), 및 검출 코일(20)의 양단의 피크 전압(V1)을 플롯한 결과가 도 7의 각 플롯이며, 그들 온도 계수가 도 8이다.Next, the DC current Idc = 1.5 mA and the AC current Iac = 0.3 mA output from the constant current circuit 30 are set. For simplicity, the temperature change rate of the DC current Idc, the AC current Iac, and the frequency f is determined. The result of plotting DC voltage (Vdc), alternating voltage (Vac), and peak voltage (V1) at both ends of the detection coil 20 at zero as shown in Equation 2 is shown in FIG. Each plot, and their temperature coefficient is FIG.
도 8에서 알 수 있듯이, 회전각 θ = 0°∼ 90°에 걸쳐, 피크 전압(V1)의 온도 계수는 대략 450 ∼ 500ppm/K이며, 그 변동폭(△)(dV1/dT)은 대략 50ppm/K이며, 대단히 좁은 변동폭 내에 있다. 따라서, 피크 전압(V1)에 470ppm/K정도의 온도 보상을 실시하면, 보상 후의 전압은 거의 오차없이 상온치로 되돌릴 수 있다.As can be seen from FIG. 8, over a rotation angle θ = 0 ° to 90 °, the temperature coefficient of the peak voltage V1 is approximately 450 to 500 ppm / K, and the fluctuation range Δ (dV1 / dT) is approximately 50 ppm /. K, very narrow fluctuations. Therefore, when temperature compensation of about 470 ppm / K is performed to peak voltage V1, the voltage after compensation can be returned to a normal temperature value with almost no error.
다음으로, 정전류 회로(30)가 출력하는 교류 전류(Iac) = 0.3mA인 채로, 직류 전류(Idc)를 변화시킨 경우의 피크 전압(V1)의 온도 계수를 도 8과 동일하게 계산한 결과가 도 9이다. 직류 전류(Idc) = 0이면, 그 온도 계수의 변위 의존성은 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의 변위 의존성과 동일해진다. 그러나, 직류 전류(Idc)를 늘림에 따라, 직류 전압(Vdc)의 온도 계수에 가까워져 간다. 또, 코어(60)의 검출 코일(20)에 대한 관입량이 적을수록(본 실시형태의 경우는 회전 각도(θ)가 큰 영역일수록), 피크 전압(V1)에서 차지하는 직류 전압(Vdc)의 비율이 크므로(도 7 참조), 직류 전압(Vdc)의 영향을 받기 쉽다.Next, with the alternating current Iac outputted by the constant current circuit 30 = 0.3 mA, the temperature coefficient of the peak voltage V1 when the DC current Idc is changed is calculated in the same manner as in FIG. 8. 9. If the direct current Idc = 0, the displacement dependency of the temperature coefficient becomes equal to the displacement dependency of the impedance Z of the detection coil 20. However, as the DC current Idc increases, the temperature coefficient of the DC voltage Vdc approaches. The smaller the amount of penetration of the core 60 into the detection coil 20 (in the present embodiment, the larger the rotation angle θ is in the region), the more the ratio of the DC voltage Vdc occupies the peak voltage V1. Since it is large (refer FIG. 7), it is easy to be influenced by the DC voltage Vdc.
그리고, 직류 전류(Idc)를 조금이라도 섞으면, 직류 전류(Idc) = 0의 경우보다도, 피크 전압(V1)의 온도 계수의 변동 폭(△)(dV1/dT)은 상당히 개선되고, 직류 전류(Idc)를 늘릴수록, 피크 전압(V1)의 온도 계수의 변동폭(△)(dV1/dT)은 작아지나, 그 개선 정도도 어느 레벨에서 포화한다. 따라서, 직류 전류(Idc)를 늘리는 것은 소비 전류의 증가로 연결되는 경우도 있어, 허용되는 소비 전류와, 피크 전압(V1)의 온도 계수의 변동폭(△)(dV1/dT)의 값으로부터 직류 전류(Idc)의 적정치를 선택하면 되는 것이다. 이 때, 발진 회로(30a)가 발생시키는 직류 전압(Vdc')과 교류 전압(Vac')을 각각 설정함으로써, 정전류(Id)의 직류 전류(Idc)와 교류 전류(Iac)의 비율을 설정할 수 있다.When the DC current Idc is mixed even a little, the fluctuation range Δ (dV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak voltage V1 is considerably improved than when the DC current Idc = 0, and the DC current ( As Idc is increased, the fluctuation range Δ (dV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak voltage V1 becomes smaller, but the degree of improvement is saturated at any level. Therefore, increasing the DC current Idc may lead to an increase in the consumption current, so that the DC current from the allowable current consumption and the value of the fluctuation range? (DV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak voltage V1. What is necessary is just to select the appropriate value of (Idc). At this time, by setting the DC voltage Vdc 'and the AC voltage Vac' generated by the oscillation circuit 30a, the ratio of the DC current Idc and the AC current Iac of the constant current Id can be set. have.
또, 발진 회로(30a)가 발생시키는 교류 전압(Vac')의 주파수(f)가 높을수록, 직류 전압(Vdc)에 대한 교류 전압(Vac)의 비율이 증대하므로, 주파수(f)를 적정하게 선택하는 것에 의해서도 Vdc와 Vac의 비율을 적정하게 설정할 수 있어, 상기와 동일한 논리가 성립된다.Further, as the frequency f of the AC voltage Vac 'generated by the oscillation circuit 30a is higher, the ratio of the AC voltage Vac to the DC voltage Vdc increases, so that the frequency f is appropriately adjusted. By selecting, the ratio of Vdc and Vac can be set appropriately, and the same logic as above is established.
상기 설명에서는, 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac), 주파수(f)의 각 온도 변화율을 제로로 했으나, 이들에 온도 계수가 있는 경우에는, 도 8에서 직류 전압(Vdc)이나 교류 전압(Vac)의 각 온도 계수가 상하로 시프트하여, 그만큼 피크 전압(V1)의 온도 특성도 변화하게 된다.In the above description, the temperature change rates of the direct current (Idc), the alternating current (Iac), and the frequency (f) are set to zero. However, when these have temperature coefficients, the direct current voltage (Vdc) and the alternating voltage ( Each temperature coefficient of Vac) shifts up and down, and the temperature characteristic of the peak voltage V1 also changes accordingly.
도 8이나 도 9에서도 알 수 있듯이, (dV1/dT)는 코어(60)의 관입량이 적은 경우에는, (dVdc/dT)의 영향을 크게 받고, 코어(60)의 삽입량이 많은 경우에는, (dVac/dT)의 영향을 크게 받는다. 이는 피크 전압(V1)에서 차지하는 직류 전압(Vdc)과 교류 전압(Vac)의 구성비로부터 당연히 그렇게 된다. 또한, 코어(60)의 관입량에 관계없이, (dV1/dT)의 값은 (dVdc/dT)의 값과 (dVac/dT)의 값 사이에 있다.8 and 9, (dV1 / dT) is greatly influenced by (dVdc / dT) when the penetration amount of the core 60 is small, and when the insertion amount of the core 60 is large, dVac / dT) is greatly affected. This is naturally true from the composition ratio of the direct current voltage Vdc and the alternating voltage Vac to occupy the peak voltage V1. Regardless of the penetration amount of the core 60, the value of (dV1 / dT) is between the value of (dVdc / dT) and the value of (dVac / dT).
또, 코어(60)의 관입량이 많은(본 실시형태에서는 회전각θ=0°부근) 경우의(dVdc/dT)의 값과 (dVac/dT)의 값을 가능한한 근접하도록 설정하면, (dV1/dT)는 코어(60)의 관입량이 많은 경우(교류 전압(Vac)의 온도 계수의 영향을 받기 쉬우나, 직류 전압(Vdc)과 교류 전압(Vac)이 가깝다)에도, 코어(60)의 관입량이 적은 경우(원래 직류 전압(Vdc)의 온도 계수의 영향을 받기 쉽다)에도,(dVdc/dT)에 가까운 값이 되어, 피크 전압(V1)의 온도 계수의 변동폭(△)(dV1/dT)을 작게 하기 쉽다.In addition, when the value of (dVdc / dT) and the value of (dVac / dT) in the case where the amount of penetration of the core 60 is large (near rotation angle θ = 0 °) are set to be as close as possible, (dV1 / dT) also penetrates the core 60 even when the penetration amount of the core 60 is large (it is easily affected by the temperature coefficient of the alternating voltage Vac, but the DC voltage Vdc and the AC voltage Vac are close). Even when the amount is small (preferably affected by the temperature coefficient of the original DC voltage Vdc), the value is close to (dVdc / dT), and the fluctuation range Δ (dV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak voltage V1 It is easy to make small.
또한, (dVdc/dT)의 값이 코어(60)의 관입량이 최소인 경우의 (dVac/dT)값에 가까운 경우와, 코어(60)의 관입량이 최대인 경우의 (dVac/dT)값에 가까운 경우에서는, 후자 쪽이 피크 전압(V1)의 온도 계수의 변동폭(△)(dV1/dT)을 작게 할 수 있다고 할 수 있다.Furthermore, the value of (dVdc / dT) is close to the value of (dVac / dT) when the penetration amount of the core 60 is the minimum, and the value of (dVac / dT) when the penetration amount of the core 60 is the maximum. In the case where it is close, it can be said that the latter side can make small the fluctuation range (DV1 / dT) of the temperature coefficient of the peak voltage V1.
구체적으로는 후술하는 방법으로, 직류 저항(Zdc), 교류 임피던스(Zac), 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac), 및 주파수(f)의 각 온도 계수를 적정치로 설정하여, (dVdc/dT)나 (dVac/dT)를 제어하면 된다.Specifically, by the method described later, the temperature coefficients of the DC resistance (Zdc), AC impedance (Zac), DC current (Idc), AC current (Iac), and frequency (f) are set to appropriate values, and (dVdc). / dT) or (dVac / dT).
먼저, 직류 저항(Zdc)의 온도 계수는 검출 코일(20)의 권선 재료의 선택으로 정해진다. 권선 재료로는, 통상의 구리선 외에 니크롬선이나 망가닌선, 구리 니켈 합금선(GCN선)도 실용적이다. 통상의 구리선은 체적 저항률의 온도 계수가 크지만, 체적 저항률의 값이 작다는 특징이 있으며, 상기의 그 이외의 선은 체적 저항률의 값은 크지만, 그 온도 계수가 작다는 특징이 있다. 구리 니켈 합금선의 경우, 구리와 니켈의 합금 비율에 따라 체적 저항률과 그 온도 계수를 선택할 수 있다.First, the temperature coefficient of the direct current resistance Zdc is determined by the selection of the winding material of the detection coil 20. As the winding material, nichrome wires, manganese wires, and copper nickel alloy wires (GCN wires) are also practical in addition to ordinary copper wires. Although a normal copper wire has a large temperature coefficient of volume resistivity, it is characterized by a small value of volume resistivity, and the above-mentioned other wires have a feature of large volume resistivity but a small temperature coefficient. In the case of a copper nickel alloy wire, the volume resistivity and its temperature coefficient can be selected according to the alloy ratio of copper and nickel.
다음으로, 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac), 및 주파수(f)에 적당한 온도 계수를 부여하는 방법에 대해 기술한다. 정전류 회로(30)는 도 10에 나타낸 바와 같이, Vdc' ± Vac'의 전압을 출력하는 발진 회로(30a)와 전압-전류 변환 회로(30b)로 구성되고, 전압-전류 변환 회로(30b)는 제어 전원(Vcc)에 일단을 접속한저항(R11)과, 저항(R11)의 타단에 에미터를 접속하고, 발진 회로(30a)에 베이스를 접속하고, 검출 코일(20)에 컬렉터를 접속한 PNP형 트랜지스터(Q11)로 구성된다. 신호 처리 회로(40)는 피크 전압(V1)을 취출하는 구체적인 회로로서 피크 홀드형 정류 회로를 사용하고 있으며, 그 회로는 제어 전원(Vcc)에 일단을 접속한 정전류원(I1)과, 정전류원(I1)의 타단에 컬렉터를 접속하여, 베이스-컬렉터 사이를 접속하고, 검출 코일(20)에 에미터를 접속한 NPN형 트랜지스터(Q12)와, 제어 전원(Vcc)에 컬렉터를 접속하고, 트랜지스터(Q12)의 베이스에 베이스를 접속한 NPN형 트랜지스터(Q13)와, 트랜지스터(Q13)의 에미터와 그랜드 사이에 접속한 콘덴서(C11), 정전류원(I2)의 병렬 회로로 구성되고, 콘덴서(C11)의 양단 전압은, 검출 코일(20)의 양단 전압(Vs)을 정류하여 피크 홀드한 전압, 즉 피크 전압(V1)이 되고, 변위 신호(Vout)로서 출력된다.Next, a method for providing a suitable temperature coefficient to the direct current (Idc), alternating current (Iac), and frequency (f) will be described. As shown in FIG. 10, the constant current circuit 30 includes an oscillation circuit 30a and a voltage-current conversion circuit 30b that output a voltage of Vdc '± Vac', and the voltage-current conversion circuit 30b includes: A resistor R11 having one end connected to the control power supply Vcc, an emitter connected to the other end of the resistor R11, a base connected to the oscillation circuit 30a, and a collector connected to the detection coil 20. It consists of a PNP type transistor Q11. The signal processing circuit 40 uses a peak hold rectifier circuit as a specific circuit for extracting the peak voltage V1. The circuit includes a constant current source I1 having one end connected to the control power supply Vcc, and a constant current source. The collector is connected to the other end of (I1), the base-collector is connected, the collector is connected to the NPN transistor Q12 having the emitter connected to the detection coil 20, and the control power supply Vcc, NPN transistor Q13 having a base connected to the base of Q12, a capacitor C11 connected between an emitter and a gland of transistor Q13, and a parallel circuit of constant current source I2. The voltage at both ends of C11 is a voltage obtained by rectifying and holding the voltage Vs at both ends of the detection coil 20, that is, the peak voltage V1, and is output as the displacement signal Vout.
그리고, Vdc' ± Vac' 전압을 출력하는 발진 회로(30a)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 콤퍼레이터(CP11)와, 콤퍼레이터(CP11)의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속한 저항(R13)과, 콤퍼레이터(CP11)의 반전 입력 단자와 그랜드 사이에 접속하여 전압(Vcc/2)을 출력하는 직류 전원(E11)과, 콤퍼레이터(CP11)의 출력 단자에 일단을 접속한 저항(R14)과, 반전 입력 단자에 저항(R14)의 타단을 접속하고, 비반전 입력 단자에 직류 전원(E11)을 접속한 연산 증폭기(OP1)와, 연산 증폭기(OP1)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속한 콘덴서(C12)와, 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자와 콤퍼레이터(CP11)의 비반전 입력 단자 사이에 접속한 저항(R12)과, 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자와 제어 전원(Vcc) 사이에 접속한저항(R15, R16)의 직렬 회로로 구성된다.As shown in Fig. 11, the oscillator 30a outputting a Vdc '± Vac' voltage includes a resistor R13 connected between the comparator CP11 and the non-inverting input terminal and the output terminal of the comparator CP11. A DC power supply E11 connected between the inverting input terminal of the comparator CP11 and the ground to output the voltage Vcc / 2, a resistor R14 having one end connected to the output terminal of the comparator CP11, The other end of the resistor R14 is connected to the inverting input terminal and the DC amplifier E11 is connected to the non-inverting input terminal. The operational amplifier OP1 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1. Between the capacitor R12 and the resistor R12 connected between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the non-inverting input terminal of the comparator CP11, between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the control power supply Vcc. It consists of a series circuit of connected resistors R15 and R16.
이 회로에서, 연산 증폭기(OP1)의 출력(Vosc)은 Vcc/2를 오프셋 중심으로 하는 삼각파가 되고, 출력(Vosc)을 저항(R15, R16)으로 분압함으로써 직류 전압(Vdc'), 교류 전압(Vac')이 결정된다. 이러한 삼각파 발진 회로는, 정현파 발진 회로에 비해 온도 변화에 대해 안정적인 회로를 간단한 구성으로 실현할 수 있다. 방형파 발진 회로로도 안정적인 회로를 값싸게 구성할 수 있으나, 검출 코일(20)에 방형파 전류를 부여해도 방형파 전류의 di/dt에 기인하는 제어하기 힘든 신호 전압이 발생할 뿐이므로, 사용할 수 없다. 그 점에서, 삼각파이면 정현파와 동일하게 코어의 회전 각도(θ)를 반영한 출력 전압을 얻을 수 있는 것이다.In this circuit, the output Vosc of the operational amplifier OP1 becomes a triangular wave with Vcc / 2 as the offset center, and divides the output Vosc by the resistors R15 and R16, so that the DC voltage Vdc 'and the AC voltage (Vac ') is determined. Such a triangular wave oscillation circuit can realize a circuit which is stable against a temperature change with a simple structure compared with a sine wave oscillation circuit. Even a square wave oscillation circuit can form a stable circuit at low cost, but even if a square wave current is applied to the detection coil 20, since only a signal voltage that is difficult to control due to di / dt of the square wave current is generated, it can be used. none. In this respect, the output voltage reflecting the rotation angle θ of the core can be obtained similarly to the triangular pie surface sine wave.
도 11에서 교류 전압(Vac')의 발진 주파수(f)는, (R13/(C12×R14×R12))에 비례하고, 진폭은 (R12/R13)에 비례한다. 따라서, 저항(R12 ∼ R16)이나 콘덴서(C12)의 값 및 온도 계수를 적정하게 선택함으로써 직류 전압(Vdc')이나 교류 전압(Vac')의 값 및 온도 계수를 제어할 수 있다. 특히, 정전류 회로(30) 전체가 모놀리식(monolithic) IC가 되는 경우에도, 콘덴서(C12)는 외부에 부착되는 경우가 많으므로, 콘덴서(C12)로 온도 계수를 조정하는 방법은 유효하다.In Fig. 11, the oscillation frequency f of the AC voltage Vac 'is proportional to (R13 / (C12 x R14 x R12)), and the amplitude is proportional to (R12 / R13). Therefore, the value and temperature coefficient of the direct current voltage Vdc 'or the alternating voltage Vac' can be controlled by appropriately selecting the values and the temperature coefficients of the resistors R12 to R16 and the capacitor C12. In particular, even when the entire constant current circuit 30 becomes a monolithic IC, since the capacitor C12 is often attached to the outside, a method of adjusting the temperature coefficient with the capacitor C12 is effective.
또한, 정전류 회로(30) 전체가 모놀리식 IC화되는 경우, 저항(R12 ∼ R16)의 일부 또는 전부의 저항치를 디지털 트리밍에 의해 설정하여, 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac), 및 주파수(f)에 적당한 온도 계수를 부여할 수도 있다. 이 경우, 코어(60)나 검출 코일(20), 및 그 변위 구간 등이 바뀌어도 IC를 바꾸지 않고 사용할 수 있으므로 범용성이 높아진다.In addition, when the whole constant current circuit 30 is monolithic IC, the resistance value of one part or all part of resistors R12-R16 is set by digital trimming, DC current Idc, alternating current Iac, and An appropriate temperature coefficient may be given to the frequency f. In this case, even if the core 60, the detection coil 20, and the displacement interval thereof are changed, the IC can be used without changing the IC, thereby increasing the versatility.
여기서, 디지털 트리밍이란, 조정하는 저항에 미리 병렬로 저항과 스위치 소자의 병렬 회로를 접속해 두고, 디지털 데이터에 의해 스위치 소자를 온·오프함으로써 저항 조정을 행하는 것이다. 구체적으로 디지털 트리밍을 행하는 경우는, 전기적 특성을 모니터하면서 디지털 데이터의 최적 코드를 결정하고, 결정한 최적 코드를 IC의 ROM에 기입하거나, IC 내에 설치되어 있는 데이터 기억을 위한 휴즈를 연소시킴으로써 IC에 최적 코드를 부여하여, IC 내의 저항은 이 최적 코드에 대응하는 값으로 설정된다.Here, digital trimming refers to connecting a parallel circuit of a resistor and a switch element in parallel with a resistor to be adjusted in advance, and performing resistance adjustment by turning the switch element on and off with digital data. Specifically, in the case of digital trimming, the optimum code of the digital data is determined while monitoring the electrical characteristics, the determined optimal code is written in the ROM of the IC, or the fuse is burned for the data storage installed in the IC. By giving a code, the resistance in the IC is set to a value corresponding to this optimum code.
또한, 삼각파 발생 회로는 도 11에 나타낸 회로 구성이 아니어도 되고, 다른 회로 구성이어도 된다. 또, 도 10의 전압-전류 변환 회로(30b)에 있어서는, 트랜지서터(Q11)의 베이스-에미터간 전압(Vbe)의 온도 특성에 의해, 발진 회로(30a)가 발생시키는 직류 전압(Vdc')의 온도 계수가 제로이어도, 검출 코일(20)에 공급되는 직류 전류(Idc)는 양의 온도 계수를 갖게 된다.In addition, the triangle wave generating circuit may not be the circuit structure shown in FIG. 11, but may be another circuit structure. In the voltage-current conversion circuit 30b of FIG. 10, the DC voltage Vdc 'generated by the oscillation circuit 30a is generated by the temperature characteristic of the base-emitter voltage Vbe of the transistor Q11. Even if the temperature coefficient of) is zero, the direct current (Idc) supplied to the detection coil 20 has a positive temperature coefficient.
여기서, 직류 전류(Idc)의 온도 계수를 양의 온도 계수로 하고 싶지 않은 경우는, 도 10에 나타낸 전압-전류 변환 회로(30b)의 트랜지스터(Q11)의 에미터를 반전 입력 단자에 접속하고, 트랜지스터(Q11)의 베이스를 출력 단자에 접속한 연산 증폭기(OP2)를 부가한 도 12에 나타낸 전압-전류 변환 회로(30b')를 사용하여, 연산 증폭기(OP2)의 비반전 입력 단자에 발진 회로(30a)의 출력을 접속하면 된다.If the temperature coefficient of the DC current Idc is not desired to be a positive temperature coefficient, the emitter of the transistor Q11 of the voltage-current conversion circuit 30b shown in FIG. 10 is connected to the inverting input terminal. An oscillation circuit is provided at the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2 by using the voltage-current conversion circuit 30b 'shown in FIG. 12 to which the operational amplifier OP2 connecting the base of the transistor Q11 to the output terminal is added. What is necessary is just to connect the output of 30a.
도 13은 도 10의 정전류 회로(30)와는 다른 정전류 회로(30')의 회로 구성이며, 정전류 회로(30')는 교류 전류 공급 회로(Sac)와 직류 전류 공급 회로(Sdc)로 구성되어 있다. 교류 전류 공급 회로(Sac)는 NPN형 트랜지스터(Q14)와 PNP형 트랜지스터(Q16)의 직렬 회로와, 트랜지스터(Q14, Q16)의 접속 중점에 접속한 교류 신호원(AC)과, 제어 전원(Vcc-Vee) 사이에 접속한 PNP형 트랜지스터(Q18), NPN형 트랜지스터(Q15), PNP형 트랜지스터(Q17), NPN형 트랜지스터(Q20)의 직렬 회로와, 트랜지스터(Q15, Q17)의 접속 중점에 접속한 저항(R17)과, PNP형 트랜지스터(Q19), NPN형 트랜지스터(Q21)의 직렬 회로로 이루어지고, 트랜지스터 Q14, Q15, 트랜지스터 Q16, Q17, 트랜지스터 Q18, Q19, 트랜지스터 Q20, Q21의 각 게이트는 상호 접속되고, 트랜지스터 Q14, Q16, 트랜지스터 Q15, Q17의 각 에미터는 상호 접속되고, 트랜지스터 Q14, Q16, Q18, Q20의 각 베이스 컬렉터 사이는 단락되어 있다.FIG. 13 is a circuit configuration of a constant current circuit 30 'different from the constant current circuit 30 of FIG. 10, and the constant current circuit 30' is composed of an alternating current supply circuit Sac and a direct current supply circuit Sdc. . The AC current supply circuit Sac includes a series circuit of the NPN transistor Q14 and the PNP transistor Q16, an AC signal source AC connected to the connection center of the transistors Q14 and Q16, and a control power supply Vcc. Connected to the series circuit of the PNP transistor Q18, NPN transistor Q15, PNP transistor Q17, and NPN transistor Q20 connected between -Vee and transistors Q15 and Q17. It consists of a series circuit of one resistor (R17), a PNP transistor (Q19) and an NPN transistor (Q21), and each gate of transistors Q14, Q15, transistors Q16, Q17, transistors Q18, Q19, transistors Q20, Q21 They are interconnected, and the emitters of transistors Q14, Q16, transistors Q15, Q17 are interconnected, and the base collectors of transistors Q14, Q16, Q18, Q20 are short-circuited.
이 구성에서 트랜지스터 Q14, Q15, Q16, Q17은 일반적인 연산 증폭 회로의 출력 회로의 일부이며, 교류 신호원(AC)은 그 입력이며, 저항(R17)은 부하 저항으로 간주할 수 있다. 그 출력용 트랜지스터(Q15, Q17)를 통해 부하에 흐르는 전류를 트랜지스터 Q18, Q19, 트랜지스터 Q20, Q21로 이루어지는 전류 미러로 카피하여 검출 코일(20)에 부여하는 것이다. 이 경우, 교류 신호원(AC)의 진폭이나 주파수, 저항(R17)에 적절한 온도 계수를 갖게 함으로써, 교류 전류(Iac)에 원하는 온도 특성을 설정할 수 있다.In this configuration, the transistors Q14, Q15, Q16, and Q17 are part of the output circuit of a general operational amplifier circuit, the AC signal source AC is its input, and the resistor R17 can be regarded as a load resistor. The current flowing to the load through the output transistors Q15 and Q17 is copied to the current mirror made up of the transistors Q18, Q19, transistors Q20 and Q21 and applied to the detection coil 20. In this case, desired temperature characteristics can be set for the alternating current Iac by having the temperature coefficient appropriate for the amplitude, frequency, and resistance R17 of the alternating current signal source AC.
직류 전류 공급 회로(Sdc)는 트랜지스터 Q19, Q21의 접속 중점에 컬렉터를 접속하고, 제어 전원(Vcc)에 에미터를 접속한 PNP형 트랜지스터 Q22, Q23과, 트랜지스터 Q23의 컬렉터와 그랜드 사이에 접속한 저항(R18)으로 이루어지고, 트랜지스터 Q22, Q23의 각 게이트는 상호 접속되고, 트랜지스터 Q23의 베이스-컬렉터 사이는 단락되어 있다.The DC current supply circuit Sdc is connected between a collector and a ground of the PNP type transistors Q22 and Q23 in which a collector is connected to the connection point of transistors Q19 and Q21, and an emitter is connected to a control power supply (Vcc). Comprising a resistor R18, the gates of the transistors Q22 and Q23 are interconnected, and the base-collector of the transistor Q23 is shorted.
이 예에서는 양의 직류 전류를 부여하는 회로로 되어 있으나, 코일 사양이나 주파수에 따라 음의 직류 전류를 부여하는 것이 적절한 경우에는, 트랜지스터 Q22, Q23의 극성을 NPN형으로 하고, 이들 에미터를 제어 전원(Vee)에 접속하면 된다. 이 경우, 저항(R18)에 적절한 온도 계수를 갖게 함으로써, 직류 전류(Idc)에 원하는 온도 특성을 설정할 수 있다. 또, 저항(R18)의 일단을 그랜드가 아닌, 소정의 전위에 접속하고, 그 전위에 적절한 온도 계수를 갖게 함으로써, 직류 전류(Idc)에 원하는 온도 특성을 설정할 수 있다.In this example, a circuit for providing a positive DC current is used. However, when it is appropriate to provide a negative DC current according to the coil specification or frequency, the polarities of the transistors Q22 and Q23 are NPN type, and these emitters are controlled. Connect to the power supply (Vee). In this case, desired temperature characteristics can be set for the direct current Idc by giving the resistor R18 an appropriate temperature coefficient. In addition, by connecting one end of the resistor R18 to a predetermined potential instead of a ground, and having an appropriate temperature coefficient at the potential, a desired temperature characteristic can be set in the direct current Idc.
검출 코일(20)은 트랜지스터 Q19, Q20의 접속 중점에 일단이 접속되어 있으며, 교류 전류(Iac)를 공급하는 교류 전류 공급 회로(Sac)와 직류 전류(Idc)를 공급하는 직류 전류 공급 회로(Sdc)가 독립으로 존재하고 있기 때문에, 교류 전류(Iac)와 직류 전류(Idc)의 비율이나 온도 계수의 제어를 간단하게 행할 수 있고, 또한 디지털 트리밍에 의한 설정도 가능하다.One end of the detection coil 20 is connected to the connection centers of the transistors Q19 and Q20, and the AC current supply circuit Sac for supplying the AC current Iac and the DC current supply circuit Sdc for supplying the DC current Idc. ) Exist independently, so that the ratio of the alternating current Iac and the direct current current Idc and the temperature coefficient can be controlled easily, and setting by digital trimming is also possible.
또, 신호 처리 회로(40)가 검출부(50)의 출력 전압의 피크값(V1)의 온도 계수와는 역극성의 온도 계수를 갖는 증폭기를 구비하고, 이 증폭기의 출력에 기초하여 변위 신호(Vout)를 출력하면, 증폭기의 출력은 온도 보상 완료의 변위만큼 의존하는 신호이고, 이 출력을 처리함으로써 온도 보상 완료의 변위 신호를 얻을 수 있다.In addition, the signal processing circuit 40 includes an amplifier having a temperature coefficient of reverse polarity with the temperature coefficient of the peak value V1 of the output voltage of the detector 50, and based on the output of this amplifier, the displacement signal Vout ), The output of the amplifier is a signal that depends on the displacement of the temperature compensation completion, and by processing this output, a displacement signal of the temperature compensation completion can be obtained.
다음에, 정전류 회로(30)를 조정할 뿐만 아니라, 직류 저항(Zdc)이나 교류 임피던스(Zac)의 값 및 온도 계수를 제어하는 것도 가능하다. 도 1의 설명에서 서술한 검출부(50) 대신에, 도 14와 같이 검출 코일(20)과 직렬로 직류 저항(Zdc'),교류 임피던스(Zac')를 갖는 회로 소자(51)를 설치한 검출부(50a)를 이용한다. 이 때, 회로 소자(51)의 직류 저항(Zdc'), 교류 임피던스(Zac')는 코어(60)의 회전 각도(θ)에는 관계가 없고, 직류 저항(Zdc'), 교류 임피던스(Zac')의 값이나 온도 계수를 적당히 선택하면 검출부(50a)의 양단 전압의 피크값이나 온도 계수를 제어할 수 있다.Next, not only the constant current circuit 30 is adjusted, but also the values of the DC resistance Zdc and the AC impedance Zac and the temperature coefficient can be controlled. Instead of the detection unit 50 described in the description of FIG. 1, as shown in FIG. 14, a detection unit including a circuit element 51 having a DC resistance Zdc 'and an alternating impedance Zac' in series with the detection coil 20. (50a) is used. At this time, the DC resistance Zdc 'and the AC impedance Zac' of the circuit element 51 are not related to the rotation angle θ of the core 60, and the DC resistance Zdc 'and the AC impedance Zac' If appropriately selected, the temperature value and the temperature coefficient of the voltage between both ends of the detector 50a can be controlled.
예를 들면, 회로 소자(51)가 순저항인 경우에는, 교류 임피던스(Zac'=R)(저항값)가 된다. 또, 회로 소자(51)가 인덕턴스이면 직류 저항(Zdc')과 교류 임피던스(Zac')의 양쪽을 구비하고 있게 된다. 또한, 회로 소자(51)로서 다이오드를 설치하면, 검출 코일(20)의 양단 전압(Vs)의 직류 성분(Vdc)만큼 영향을 줄 수 있다.For example, when the circuit element 51 is a forward resistance, it becomes AC impedance Zac '= R (resistance value). If the circuit element 51 is an inductance, both the DC resistance Zdc 'and the AC impedance Zac' are provided. In addition, when a diode is provided as the circuit element 51, it can influence as much as the direct current component Vdc of the voltage Vs of both ends of the detection coil 20.
상기의 설명과 같이, 검출 코일(20)에 교류 전류(Iac)뿐만 아니라 직류 전류(Idc)를 부여함으로써, 변위 구간(회전 각도(θ))에 있어서의 신호 전압의 온도 계수의 변동폭(Δ)(dV1/dT)을 상당 정도 작게 할 수 있지만, 역시 Δ(dZac/dT)가 작은 쪽이, 또한 Δ(dV1/dT)를 작게 할 수 있는 것은 명백하다. 종래의 기술에서 서술한 US 특허는 이 목적에 합치하는 기술이지만, 상기와 같이 문제점을 갖고 있었다.As described above, by providing not only the alternating current Iac but also the direct current (Idc) to the detection coil 20, the variation range Δ of the temperature coefficient of the signal voltage in the displacement section (rotation angle θ) Although (dV1 / dT) can be made considerably small, it is clear that the smaller Δ (dZac / dT) can also decrease Δ (dV1 / dT). The US patent described in the prior art is a technology consistent with this purpose, but has a problem as described above.
또, Δ(dZac/dT)를 작게 하기 위해서는, 코어(60)는 투자율이나 저항율의 온도 계수가 작은 자성체인 것이 바람직하다. 투자율의 온도 계수는 예를 들면 -40∼+130℃ 정도의 온도 범위에서는 어느 자성체라도 그다지 크지 않기 때문에, 특히 저항율의 온도 계수가 작은 재료가 적합하다. 예를 들면, 니크롬(니켈, 크롬, 철 합금)이나 철크롬(철, 크롬, 알루미늄 합금)이 그것에 해당한다. 이들 금속 재료는 전열선 용도로 많이 사용되는 것으로, 선재로서 대단히 저렴하게 입수할 수 있다. 따라서, 선재의 절곡 가공에 의해서 코어(60)를 형성하면, 온도 특성이 우수한 코어(60)를 저렴하게 제조할 수 있고, 이것은 실시 형태 2에서 상세하게 설명한다.Moreover, in order to make (DZac / dT) small, it is preferable that the core 60 is a magnetic substance with a small temperature coefficient of permeability and resistivity. Since the magnetic coefficient of the magnetic permeability is not so large in the temperature range of about -40 to + 130 ° C, for example, a material having a small temperature coefficient of resistivity is particularly suitable. Nichrome (nickel, chromium, iron alloys) or iron chromium (iron, chromium, aluminum alloys) are examples. These metal materials are widely used for heating wire applications, and can be obtained very cheaply as wire rods. Therefore, when the core 60 is formed by bending the wire rod, the core 60 having excellent temperature characteristics can be manufactured at low cost, which will be described in detail in the second embodiment.
다음에, 본 발명의 취지와는 다르지만, 직류 전류(Idc), 교류 전류(Iac), 직류 저항(Zdc), 교류 저항(Zac) 및 그들의 각 온도 계수의 설정이 적당하지 않으면 Δ(dV1/dT)가 Δ(dZac/dT)보다도 크게 될 수 있는 것을 예로 들어서 설명한다. 예를 들면, 검출 코일(20)로서, 직류 저항(Zdc=100Ω)(온도 계수 50ppm/K), 교류 임피던스(Zac)는 식 (3)에 있어서, Z0=800Ω, Z'=-8Ω/deg, β0=346ppm/K, β'=-2.35ppm/K/deg인 것이 있고, 그것에 대해서 직류 전류(Idc=0.2mA), 교류 전류(Iac=1.0mA)(또 온도 계수(0))를 부여한 경우의 도 8에 상당하는 플롯이 도 15이다. Δ(dV1/dT)가 Δ(dZac/dT)보다도 크게 되는 것을 알 수 있다. 이상과 같이, 단지 직류 전류(Idc)를 부여하기만 하면, Δ(dV1/dT)가 감소하는 것은 아니라는 것을 강조해 둔다.Next, although different from the gist of the present invention, if the setting of the direct current (Idc), the alternating current (Iac), the direct current resistance (Zdc), the alternating current resistance (Zac) and their respective temperature coefficients is not appropriate, Δ (dV1 / dT) Will be described as an example where?) Can be larger than Δ (dZac / dT). For example, as the detection coil 20, the DC resistance (Zdc = 100 Ω) (temperature coefficient 50 ppm / K) and the AC impedance Zac are represented by Equation (3), where Z0 = 800 Ω and Z '= -8 Ω / deg. , β0 = 346ppm / K, β '=-2.35ppm / K / deg, and the DC current (Idc = 0.2mA) and the alternating current (Iac = 1.0mA) (the temperature coefficient (0)) A plot corresponding to FIG. 8 in the case is FIG. 15. It can be seen that Δ (dV1 / dT) is larger than Δ (dZac / dT). As described above, it is emphasized that simply applying the DC current Idc does not reduce Δ (dV1 / dT).
또한, 본 실시 형태에서는 회전형의 위치 센서로 설명하였지만, 도 34의 종래예에 도시하는 바와 같은 변위 방향이 직선인 위치 센서를 이용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.In addition, in this embodiment, although it demonstrated with the rotation type position sensor, the same effect can be acquired even if it uses the position sensor of a straight line in the displacement direction as shown in the prior art example of FIG.
(실시 형태 2)(Embodiment 2)
본 실시 형태에서는 Δ(dZac/dT)가 최소가 되는 이상의 상태로서 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의 온도 변화가 코어(60)와 검출 코일(20)의 상대 변위에의해서 변하지 않도록 하기 위한 온도 보상의 방법에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 위치 센서의 구성은 실시 형태 1과 동일하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명은 생략한다.In the present embodiment, the temperature change of the impedance Z of the detection coil 20 does not change due to the relative displacement of the core 60 and the detection coil 20 as Δ (dZac / dT) is a minimum or more state. The method of temperature compensation is demonstrated. The structure of the position sensor of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure, and description is abbreviate | omitted.
먼저, 온도 보상의 제1 방법으로서, 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입하지 않는 경우의 임피던스(Z)의 온도 변화율을 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입한 경우의 온도 변화율에 맞추는 방법에 대해서 설명한다.First, as a first method of temperature compensation, the temperature when the core 60 penetrates into the detection coil 20 the rate of change of the impedance Z when the core 60 does not penetrate the detection coil 20. The method of adjusting to the rate of change will be described.
검출 코일(20)의 임피던스(Z)는 도 16에 도시하는 바와 같이 저항 성분(Rs)과 인덕턴스 성분(Ls)의 직렬 회로와 등가이다. 인덕턴스 성분(Ls)에는 표피 효과에 의한 성분이 있고, 표피 두께가 충분히 얇고, 주파수가 일정한 경우의 표피 효과는 체적 저항률(ρ)의 1/2승에 비례하기 때문에, 온도 계수도 체적 저항률(ρ)의 1/2승의 영향을 받는다. 도 17은 표피 효과에 의한 구리선의 저항값 변동을 나타내는 그래프이고, 주파수와 구리선의 저항값의 관계를 도시한다. 선직경이 0.32㎜, 0.16㎜, 0.10㎜, 0.07㎜일 때에 곡선(Y7, Y8, Y9, Y10)이 각각 대응하고 있고, 표피 효과의 영향으로 코일의 선직경과 주파수에 의해 저항의 변화의 상황이 변화한다.The impedance Z of the detection coil 20 is equivalent to the series circuit of the resistance component Rs and the inductance component Ls, as shown in FIG. The inductance component (Ls) has a component due to the skin effect, and the skin effect when the skin thickness is thin enough and the frequency is constant is proportional to 1/2 of the volume resistivity (ρ), so the temperature coefficient is also the volume resistivity (ρ). Is affected by the power of 1/2. Fig. 17 is a graph showing the change in the resistance value of the copper wire due to the skin effect, and shows the relationship between the frequency and the resistance value of the copper wire. The curves (Y7, Y8, Y9, Y10) correspond to the line diameters of 0.32 mm, 0.16 mm, 0.10 mm, and 0.07 mm, respectively, and the change of resistance due to the coil diameter and frequency of the coil under the influence of the skin effect. This changes.
또, 저항 성분(Rs)의 온도 계수는, 권선재의 체적 저항률(ρ)의 온도 계수에 크게 의존하고, 저항 성분(Rs)은 근접 효과의 영향도 받는다. 도 18은, 근접 효과에 의한 구리선의 저항값 변동을 나타내는 그래프이고, 주파수와 구리선의 저항값의 관계를 나타낸다. 선직경 및 감음 수가 0.16㎜ 및 40T, 0.07㎜ 및 60T일 때에 곡선(Y11, Y12)이 각각 대응하고 있다. 근접 효과는 코일의 권선의 감음 피치가좁은 경우에, 전류가 권선 내를 일정하게 흐르지 않게 되는 현상으로, 권선 피치가 좁을수록 영향이 강하지만, 선직경에 따라서도 영향이 다르다. 근접 효과에 의한 성분은 체적 저항률(ρ)의 -1승의 의존성이 있기 때문에, 그 온도 계수도 체적 저항률(ρ)의 -1승의 영향을 받는다.The temperature coefficient of the resistance component Rs largely depends on the temperature coefficient of the volume resistivity p of the winding material, and the resistance component Rs is also affected by the proximity effect. Fig. 18 is a graph showing the change in the resistance value of the copper wire due to the proximity effect, and shows the relationship between the frequency and the resistance value of the copper wire. The curves Y11 and Y12 correspond to 0.16 mm and 40T, 0.07mm, and 60T of the linear diameters and the number of windings, respectively. The proximity effect is a phenomenon in which a current does not flow uniformly in the winding when the winding pitch of the coil is narrow. The narrower the winding pitch, the stronger the effect, but the influence also varies depending on the wire diameter. Since the component due to the proximity effect depends on the −1 power of the volume resistivity p, the temperature coefficient is also affected by the −1 power of the volume resistivity p.
즉, 선직경이 두껍거나, 혹은 주파수가 높은 경우, 표피 효과, 근접 효과에 의해, 코어(60)가 관입하고 있지 않을 때의 임피던스(Z)의 온도 계수가 작아진다. 따라서, 권선재의 체적 저항률(ρ), 선 직경, 감음 수, 감음 피치 및 주파수를 적절하게 설정함으로써, 코어(60)가 관입하고 있지 않은 변위 상태에서의 직류 저항 성분, 표피 효과 성분, 근접 효과 성분의 밸런스를 제어하고, 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의 온도 계수를 작게 할 수 있기 때문에, 변위량에 의해서 온도 계수가 변화한다고 하는 종래의 문제점을 해소할 수 있다.That is, when the linear diameter is thick or the frequency is high, the temperature coefficient of the impedance Z when the core 60 does not penetrate is reduced by the skin effect and the proximity effect. Therefore, by appropriately setting the volume resistivity (rho), the wire diameter, the number of windings, the winding pitch, and the frequency of the winding material, the DC resistance component, the skin effect component, and the proximity effect in the displacement state where the core 60 does not penetrate. Since the balance of components can be controlled and the temperature coefficient of the impedance Z of the detection coil 20 can be reduced, the conventional problem of changing the temperature coefficient by the displacement amount can be solved.
구리는 체적 저항률(ρ)의 온도 계수가 매우 크기 때문에, 권선재로서는 구리보다도 체적 저항률(ρ)의 온도 계수가 작은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 니크롬, 망가닌, 구리-니켈 합금 중 어느 하나로 검출 코일(20)의 권선을 형성하면 된다. 특히 구리-니켈 합금은 그 성분비를 바꿈으로써 체적 저항률(ρ)의 값을 제어할 수 있기 때문에 적합하다.Since copper has a very large temperature coefficient of volume resistivity p, it is preferable to select a winding material having a smaller temperature coefficient of volume resistivity p than copper. Specifically, the winding of the detection coil 20 may be formed of any one of nichrome, manganine, and copper-nickel alloy. In particular, a copper-nickel alloy is suitable because the value of the volume resistivity ρ can be controlled by changing its component ratio.
다음에, 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입하고 있는 경우의 임피던스(Z)의 온도 변화율을 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입하지 않는 경우의 온도 변화율에 맞추는 온도 보상의 제2 방법에 대해서 설명한다.Next, the temperature compensation rate of the temperature change rate of the impedance Z when the core 60 penetrates into the detection coil 20 is matched to the temperature change rate when the core 60 does not penetrate the detection coil 20. The second method will be described.
코어(60)가 검출 코일(20)에 관입함으로써 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의증가는 그 코어(60)의 체적 저항률(ρ), 투자율(μ)에 기인한다. 따라서, 그 온도 계수도 코어(60)의 체적 저항률(ρ), 투자율(μ)의 온도 계수에 관계하기 때문에, 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입하고 있는 경우의 온도 계수를 코어(60)가 검출 코일(20)에 관입하고 있지 않은 경우의 온도 계수에 맞도록 적합한 체적 저항률(ρ), 투자율(μ)을 갖는 코어(60)를 선택한다. 또는 코어(60)의 표면이 적합한 체적 저항률(ρ), 투자율(μ)이 되는 표면 처리를 행하면 된다.As the core 60 penetrates into the detection coil 20, the increase in the impedance Z of the detection coil 20 is caused by the volume resistivity p and the permeability μ of the core 60. Therefore, since the temperature coefficient also relates to the temperature coefficients of the volume resistivity ρ and the magnetic permeability μ of the core 60, the temperature coefficient when the core 60 penetrates into the detection coil 20 is determined by the core ( The core 60 having a suitable volume resistivity p and a permeability mu is selected to match the temperature coefficient when the 60 is not intruding into the detection coil 20. Alternatively, the surface treatment of the surface of the core 60 with suitable volume resistivity p and permeability mu may be performed.
여기에서, 일반적으로 위치 센서를 사용하는 분위기 온도는 기껏해야 120∼130℃이고, 그 분위기 온도보다도 코어(60)의 퀴리 온도는 충분히 높다. 투자율(μ)는 퀴리 온도 부근에서 급격하게 작아지는 특성을 갖고 있고, 역으로 위치 센서를 사용하는 온도 영역에서는 투자율(μ)은 거의 변화하지 않는다.Generally, the atmospheric temperature using a position sensor is 120-130 degreeC at most, and the Curie temperature of the core 60 is sufficiently higher than the atmospheric temperature. The magnetic permeability mu has a characteristic of rapidly decreasing near the Curie temperature, and conversely, the magnetic permeability mu almost does not change in the temperature region using the position sensor.
따라서, 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의 증가에 기인하는 또 하나의 요소인 체적 저항률(ρ)의 변화가 작은 재료로 적어도 그 표면이 형성된 코어(60)를 이용함으로써, 임피던스(Z)의 온도 계수를 작게 하여, 검출 코일(20)의 임피던스(Z)의 온도에 의한 변동을 작게 할 수 있다.Therefore, by using the core 60 having at least its surface formed of a material having a small change in the volume resistivity ρ which is another factor due to the increase in the impedance Z of the detection coil 20, the impedance Z Can be made small, and the fluctuation | variation by the temperature of the impedance Z of the detection coil 20 can be made small.
예를 들면, 실시 형태 1의 검출 코일(20)의 임피던스 변화에 의해서 위치 검출을 행하는 위치 센서에서는, 이 임피던스의 내역의 대부분은 인덕턴스이고, 검출 코일(20)에 정전류가 흘러서 발생하는 자계는 검출 코일(20)의 축 방향이 된다. 그러면, 이 축 방향의 자계를 없애려고 하는 환형상의 전류(말하자면 와전류)가 코어(60)의 내부에 흐른다. 이 환형상 전류는 검출 코일(20)의 인덕턴스를 저하시키는 작용이 있고, 크기는 인가되는 자계의 크기나 주파수(정전류, 고정 주파수이면변동하지 않는다) 이외에, 코어(60)의 체적 저항률이 관계한다. 즉, 코어(60)의 체적 저항률이 클수록 환형상 전류는 작아지고, 인덕턴스를 저하시키는 작용은 작아진다. 그러므로, 코어(60)의 체적 저항률에 온도 특성이 있으면 인덕턴스에도 온도 특성이 생기고, 인덕턴스의 온도 특성은 임피던스의 온도 특성에 크게 영향을 준다.For example, in the position sensor which performs position detection by the impedance change of the detection coil 20 of Embodiment 1, most of the details of this impedance are inductance, and the magnetic field which arises from the constant current flowing through the detection coil 20 is detected. It becomes the axial direction of the coil 20. Then, an annular current (that is, an eddy current) that tries to eliminate this axial magnetic field flows inside the core 60. This annular current has the effect of lowering the inductance of the detection coil 20, and the magnitude is related to the volume resistivity of the core 60, in addition to the magnitude and frequency of the applied magnetic field (which does not change if it is a constant current or a fixed frequency). . That is, the larger the volume resistivity of the core 60, the smaller the annular current is, and the lower the inductance. Therefore, if the volume resistivity of the core 60 has a temperature characteristic, the temperature characteristic also occurs in the inductance, and the temperature characteristic of the inductance greatly affects the temperature characteristic of the impedance.
실제로 검출 코일(20)을 임피던스 요소로서 이용하는 경우에는 검출 코일(20)에 공급하는 전류는 수십 ㎑∼수백 ㎑로 구동하는 경우가 많기 때문에, 그 주파수에서는 검출 코일(20)이 발생하는 자계는 코어(1)의 내부에는 도달하지 않고, 표면 부근에 모이게 된다.In practice, when the detection coil 20 is used as an impedance element, the current supplied to the detection coil 20 is often driven from several tens of power to several hundreds of power. Therefore, the magnetic field generated by the detection coil 20 at the frequency is a core. It does not reach inside of (1), but collects in the vicinity of a surface.
그래서, 체적 저항률(ρ)이 작은 재료인 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-철 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 철-니켈 합금, 망가닌 중 어느 하나로 코어(60)의 적어도 표면에 형성하면 된다. 이들 재료는 전열용 재료라고 불리고, 저항의 온도 계수가 작고, 또 철이나 니켈은 자성 재료이기 때문에 합금으로서도 자성을 갖는 것이며, 따라서 검출 코일(20)의 임피던스 변화를 크게 취할 수 있다.Therefore, the material may be formed on at least the surface of the core 60 using any one of a nickel-chromium alloy, a nickel-chromium-iron alloy, an iron-chromium-aluminum alloy, an iron-nickel alloy, and manganine, which has a small volume resistivity (ρ). . Since these materials are called heat transfer materials, the temperature coefficient of resistance is small, and iron and nickel are magnetic materials, so they are magnetic as alloys, and therefore, the impedance change of the detection coil 20 can be largely taken.
그러나, 표면뿐 아니라, 벌크상으로 형성한 체적 저항률이 작은 코어(60)이면, 보다 우수한 온도 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-철 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 구리-니켈 합금, 망가닌 등의 전열용 재료를 이용하게 되는데, 이들은 평판으로부터 펀칭으로 코어(60)의 형상을 얻는데 재료 손실이 많아져서 고가로 된다.However, not only the surface but also the core 60 with a small volume resistivity formed in bulk shape can have more excellent temperature characteristics. In this case, a heat transfer material such as a nickel-chromium alloy, a nickel-chromium-iron alloy, an iron-chromium-aluminum alloy, a copper-nickel alloy, and manganese is used, and they form a shape of the core 60 by punching from a flat plate. It is expensive to obtain a lot of material loss.
그래서, 이들 재료는 전열선으로서 시장에 돌고 있기 때문에, 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-철 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 구리-니켈 합금, 망가닌 등으로 이루어지는 전열선을 필요한 크기로 절단한 후, 필요한 구부림 가공(또는 신장 가공)을 행하여 이용하면 경제적이고, 무용한 산업 폐기물의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, since these materials are on the market as heating wires, heating wires made of nickel-chromium alloys, nickel-chromium-iron alloys, iron-chromium-aluminum alloys, copper-nickel alloys, manganese, and the like are cut into required sizes. By performing necessary bending processing (or stretching processing), it is possible to prevent the generation of economical and useless industrial waste.
또, 본 실시 형태의 온도 보상의 제1 방법과 제2 방법의 양자를 조합함으로써, 효과적으로 온도 보상을 행할 수 있다.Moreover, temperature compensation can be performed effectively by combining both the 1st method and the 2nd method of temperature compensation of this embodiment.
(실시 형태 3)(Embodiment 3)
본 실시 형태에서는, 출력의 직선성의 개선에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 위치 센서의 구성은 실시 형태 1 또는 2와 동일하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명은 생략한다.In this embodiment, improvement of the linearity of an output is demonstrated. The structure of the position sensor of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 or 2, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure, and description is abbreviate | omitted.
먼저, 직선성 개선의 제1 방법으로는, 코어(60)의 재료에 적정한 것을 선택하고, 또한 교류 전류(Iac)의 주파수(f)도 적정하게 설정하는 것이다. 본 발명의 발명자는 실시 형태 1에서 예를 든 검출 코일(20)에 있어서, 코어 재질을 바꾸어 교류 임피던스(Zac)의 직선성에 관한 실험을 행하였다. 도 19는 이용한 금속 재료 : 전자 연철, 퍼멀로이, 전자 스테인레스, SUS430, 철 크롬과, 이들의 추정 특성값 : 저항률이다. 도 19 중에서 「전자 스테인레스」라고 기록된 것은 Cr 11% 외에, Si, Mn, P, Ni, Ti 등을 첨가한 금속으로 전자 밸브나 릴레이 요크 등에 사용되는 것이다. 또, 각 금속은 모두 각각의 자기 특성을 인출하기 위해서, 각 금속 고유의 조건으로 열처리가 행해지고 있고 형상은 동일하다.First, as a first method of improving linearity, one suitable for the material of the core 60 is selected, and the frequency f of the alternating current Iac is also appropriately set. The inventor of this invention performed the experiment regarding the linearity of alternating current impedance Zac in the detection coil 20 mentioned in Embodiment 1 by changing a core material. Fig. 19 shows used metal materials: electronic soft iron, permalloy, electronic stainless steel, SUS430, iron chromium, and their estimated characteristic values: resistivity. In FIG. 19, the term "electromagnetic stainless" is used as a metal containing Si, Mn, P, Ni, Ti, etc. in addition to 11% Cr, and is used for solenoid valves, relay yokes, and the like. Moreover, in order that each metal may extract each magnetic characteristic, heat processing is performed on the conditions inherent to each metal, and the shape is the same.
도 20 (a)∼(e)에 교류 전류(Iac)의 주파수(f)를 10㎑, 30㎑, 50㎑, 70㎑, 90㎑에 대한 각 금속의 교류 임피던스(Zac)의 직선성의 실험 결과를 도시한다. 전자 연철이나 순철에 비해서, 자성 스테인레스(전자 스테인레스)는 양호한 직선성을 갖는 것을 알 수 있다. 특히, SUS430(18Cr계 페라이트계 스테인레스)은 각도 스팬에 대해서도 주파수에 대해서도 양호한 직선성을 갖는 동시에, 내식성도 구비하고, 또한 저렴하기 때문에 위치 센서의 코어 재료로서 적합하다고 할 수 있다. 이들 직선성은 저항률, 투자율의 밸런스와 주파수 특성으로 결정되는 것이라고 생각된다. 철 크롬도 50㎑ 이상에서는 양호한 직선성을 갖기 때문에, 내식성에 대한 대책까지 행하면, 전술한 저항률의 온도 변화율의 이점과 합하여 양호한 코어 재료가 될 수 있는 것을 알 수 있다.Experimental results of linearity of the AC impedance Zac of each metal with respect to the frequency f of the alternating current Iac in FIGS. 20A to 20E for 10 Hz, 30 Hz, 50 Hz, 70 Hz, and 90 Hz Shows. It can be seen that magnetic stainless steel (electromagnetic stainless) has good linearity as compared to electronic soft iron and pure iron. In particular, SUS430 (18Cr ferritic stainless steel) is suitable as a core material of the position sensor because it has good linearity with respect to angular span and also has corrosion resistance and is inexpensive. These linearities are considered to be determined by the balance of resistivity, permeability, and frequency characteristics. Since iron chromium also has good linearity at 50 kPa or more, it can be seen that, by taking countermeasures against corrosion resistance, a good core material can be obtained in combination with the advantages of the temperature change rate of the resistivity described above.
제2 개선 방법으로서는, 종래 기술의 문제점으로서 예를 든 단부 효과를 저감하기 위한 대책을 행하는 것이다. 도 21 (a), (b)는 코어(60)의 형상을 고안함으로써 코어 선단부(60a 또는 60b)의 교류 임피던스(Zac)에 대한 기여율을 높이는 방법이다. 도 21(a)에서는, 선단부(60a)에 대략 직각의 단차를 설치하여 두껍게 한 것이고, 도 21 (b) 에서는 선단부(60b)를 쐐기형상으로 두껍게 한 것이며, 양쪽 모두 선단부(60a 또는 60b)가 다른 부분보다 두껍게 되어 있기 때문에, 권선 사이의 링크(link) 자속량을 많게 할 수 있고, 보다 인덕턴스의 증가에 기여할 수 있다. 또, 에칭이나 금속 사출 성형으로 코어(60)를 형성하는 경우에는, 특히 비용 상승 요인이 되지 않는다.As a 2nd improvement method, the countermeasure for reducing the edge effect mentioned as a problem of the prior art is taken. 21 (a) and 21 (b) are methods for increasing the contribution rate to the AC impedance Zac of the core tip portion 60a or 60b by devising the shape of the core 60. In FIG. 21 (a), the tip portion 60a is thickened by providing a substantially perpendicular step. In FIG. 21 (b), the tip portion 60b is thickened in a wedge shape, and both of the tip portions 60a or 60b are formed. Since it is thicker than other parts, the amount of link magnetic flux between the windings can be increased, which can contribute to an increase in inductance. In addition, in the case of forming the core 60 by etching or metal injection molding, there is no particular cause of cost increase.
도 21(c)는 코어(60)의 선단부(60c)를 코어 본체보다 투자율이 높은 재료로 구성함으로써, 코어 선단부(60c)에서의 링크 자속량을 많게 할 수 있고, 보다 인덕턴스의 증가에 기여할 수 있는 것이다. 도 21 (a), (b)가 선단부 이외의 부분을가늘게 하지 않으면 안되고, 약간의 감도 저하를 수반하는데 반해서, 도 21(c)의 예에서는 감도 저하가 일어나지 않는다. 또, 굵기가 균일하기 때문에 역학적으로 안정(조금 부딪쳐도 잘 변형되지 않는다)적이다.21C shows that by configuring the tip portion 60c of the core 60 with a material having a higher permeability than the core body, the amount of link magnetic flux at the core tip portion 60c can be increased, thereby contributing to an increase in inductance. It is. 21 (a) and 21 (b) have to be thinned at portions other than the tip portion, and accompanied with a slight decrease in sensitivity, while the decrease in sensitivity does not occur in the example of FIG. 21 (c). Moreover, since thickness is uniform, it is dynamically stable (it hardly deforms even if it hits a little).
도 21(d)는 고투자율의 재료로 코어 선단부(60d)에 표면 처리(도금 등)를 행한 예이다. 도 21(c)가 제조 상, 번거롭고, 위치 결정도 어려운 것을 개선할 수 있다. 또, 도금뿐만 아니라, 예를 들면 고투자율의 박체를 부착하는 등의 구성이어도 된다.Fig. 21 (d) shows an example of surface treatment (plating or the like) on the core tip portion 60d with a material having a high permeability. It can improve that FIG.21 (c) is cumbersome in manufacture, and difficult to position. In addition to the plating, for example, a constitution such as attaching a thin film having a high permeability may be used.
도 22에 도시하는 위치 센서는 중공의 보빈(15)에 감겨진 검출 코일(20')과, 검출 코일(20')의 감음 축 방향(X)으로 변위하여 보빈(15)의 중공 부분에 관입되는 코어(61)를 구비하고, 정전류 회로와 신호 처리 회로는(도시 생략) 실시 형태 1과 동일하게 설치되어 있다. 이 예는 코어(61)는 종래대로의 형상이고, 권선이 검출 코일(20')의 단부에서 굵게(즉, 권층수가 많게) 감겨져 있는 예이다. 따라서, 코어(61)의 선단부만의 관입에 대해서도, 많은 권선의 자속이 링크되므로 보다 인덕턴스가 증가하는 것이다.The position sensor shown in FIG. 22 displaces the detection coil 20 'wound around the hollow bobbin 15, and the detection coil 20' in the winding axial direction X, and penetrates into the hollow part of the bobbin 15. FIG. The core 61 is provided, and the constant current circuit and the signal processing circuit (not shown) are provided in the same manner as in the first embodiment. This example is an example in which the core 61 has a conventional shape and a winding is wound thickly (that is, a large number of turns) at the end of the detection coil 20 '. Therefore, also in the penetration of only the front end of the core 61, since the magnetic flux of many windings is linked, inductance increases more.
또한, 코어(61)와 검출 코일(20')이 보빈 내벽과 걸림을 없애기 위해서, 도 23 (a)∼(e)의 예에서는, 코어(61)의 선단부에 챔퍼링, R부착 등의 에지 제거 구조를 도입함으로써, 걸림을 없애고 있다. 도 23 (b)∼(e)의 예는 도 21 (a)∼(e)에 도시한 바와 같은 각 코어의 선단에 챔퍼링, R부착을 행한 것이다.In addition, in order to prevent the core 61 and the detection coil 20 'from engaging with the bobbin inner wall, in the example of FIGS. 23A to 23E, edges such as chamfering and R are attached to the tip of the core 61. By introducing the removal structure, the jam is eliminated. In the example of FIGS. 23 (b) to 23 (e), chamfering and R attachment are performed at the tip of each core as shown in FIGS. 21 (a) to 21 (e).
또, 코어(60) 및 검출 코일(20)의 단면도를 도시하는 도 4에 있어서는, 코어(60)가 관입되는 만곡 보빈(22)의 내면에 구리 등의 비자성 금속을 증착한 코팅(21)을 행하고, 코어(60)의 걸림을 없앤다. 코팅(21)에 금속 등, 도전성을 갖는 물질을 이용하는 경우에는, 물질이 단면 내에서 폐 루프를 형성하지 않도록 할 필요가 있다. 또한, 금속 증착 등의 대신에, 관통 구멍 측면의 일부를 판금 부품으로 형성해도 되고, 불소 코팅 등 슬라이드 이동성과 내마모성을 갖는 물질이면 동일 효과를 발휘할 수 있다. 이렇게 함으로써, 코어(60)로서 박체나 선 상태체(특히 비정질 등)를 이용하여, 만곡 보빈(22)의 관통 구멍의 측면을 따라서 변위시킬 수 있기 때문에, 박형화나 소형화가 도모되는 동시에 직선성의 향상에도 효과가 있다.In addition, in FIG. 4 which shows sectional drawing of the core 60 and the detection coil 20, the coating 21 which deposited nonmagnetic metal, such as copper, on the inner surface of the curved bobbin 22 which the core 60 penetrates is shown in FIG. To remove the jammed core 60. In the case of using a conductive material such as a metal as the coating 21, it is necessary to prevent the material from forming a closed loop in the cross section. Instead of metal deposition or the like, a part of the through hole side surface may be formed of a sheet metal part, and the same effect can be obtained as long as it is a material having slide mobility and wear resistance such as fluorine coating. In this way, the core 60 can be displaced along the side surface of the through-hole of the curved bobbin 22 by using a thin body or a linear state body (particularly amorphous, etc.), thereby achieving thinness and miniaturization and improving linearity. Also effective.
또한, 스프링 코일을 이용하여 검출 코일(20)의 권선을 형성하고, 스프링 코일을 만곡 보빈(22)에 삽입하면, 각도 방향으로 균일한 피치의 권선을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, when the winding of the detection coil 20 is formed using the spring coil, and the spring coil is inserted into the curved bobbin 22, the winding having a uniform pitch in the angular direction can be easily formed.
다음에, 도 2에 있어서는, 검출 코일(20)의 권선 텐션으로 변형하고, 곡률이 증가한 만곡 보빈을 원래의 형태로 되돌리기 위한 곡률 교정용 부재(24)를 구비하고 있고, 곡률 교정용 부재(24)는 검출 코일(20)과 대략 동일한 곡률로 형성된 홈을 형성하고 있고, 그 홈에 검출 코일(20)을 삽입함으로써, 검출 코일(20)의 내측 반경 부분과 저면측이 곡률 교정용 부재(24)에 접하고, 만곡 보빈(22)의 곡률의 증가를 교정하고 있다. 도 2에서는 하우징(25)이 곡률 교정용 부재(24)를 구비하고 있지만, 하우징(25) 그 자체에 동일한 홈을 형성해도 된다.Next, in FIG. 2, the curvature correction member 24 for transforming the winding bobbin of the detection coil 20 and returning the curved bobbin which the curvature increased to the original form is provided, and the curvature correction member 24 is provided. ) Forms a groove formed with a curvature substantially the same as that of the detection coil 20, and by inserting the detection coil 20 into the groove, the inner radius portion and the bottom surface side of the detection coil 20 have a curvature correction member 24. ), The increase in the curvature of the curved bobbin 22 is corrected. In FIG. 2, although the housing 25 is equipped with the curvature correction member 24, you may form the same groove | channel in the housing 25 itself.
이와 같은 곡률 교정용 부재(24)를 이용하는 구조에는, 다른 의미로도 메리트가 있다. 이와 같은 구조를 취하지 않는 검출 코일에서는 도 24에 도시하는 바와 같이 유지 고정을 위한 유지·고정용 부재(26)를 검출 코일(20)의 양단부의 차양 부근 외측에 설치할 필요가 있다. 이 유지·고정용 부재(26)가 있으면, 코어(60)의 스트로크(기계적 변위량)가 제한되어 버린다. 그러나, 유지 고정의 구조가 차양의 외측에 없는 도 2의 경우에는, 코어(60)의 스트로크를 길게 취할 수 있거나, 혹은 스트로크를 길게 취하는 대신에, 만곡 보빈(22)의 권선부의 각도를 넓게 취할 수 있으며, 이들도 직선성의 개선에 연결되는 것이다.The structure using such a curvature correction member 24 has a merit also in another meaning. In the detection coil which does not take such a structure, as shown in FIG. 24, it is necessary to provide the holding / fixing member 26 for holding | maintenance fixing to the outer side of the awning of both ends of the detection coil 20. As shown in FIG. If this holding / fixing member 26 is present, the stroke (mechanical displacement amount) of the core 60 is limited. However, in the case of Fig. 2 in which the structure of the holding fixing is not on the outside of the sunshade, the stroke of the core 60 can be made long, or instead of making the stroke long, the angle of the winding portion of the curved bobbin 22 can be made wide. Can also lead to an improvement in linearity.
(실시 형태 4)(Embodiment 4)
도 25∼28에 도시하는 본 실시 형태의 위치 센서는 자동차용(예를 들면 액셀 페달 위치의 검출 등)에 사용하는 것을 고려하여, 페일 세이프 시스템의 사상에 기초하여 도 2, 도 3에 도시하는 위치 센서의 검출부를 2중으로 한 것이고, 도 25, 도 26에서는 동일한 곡률로 만곡한 2개의 검출 코일(20a, 20b)과, 가동 블록(23A)의 회전축을 중심으로 회전함으로써 2개의 검출 코일(20a, 20b)에 각각 관입되는 동일한 곡률로 만곡한 2개의 코어(60a, 60b)를 구비하고, 2개의 검출 코일(20a, 20b)은 코어(60a, 60b)의 회전축 방향으로 겹쳐서 배치되어 있다. 일본국 특개 2000-186903호 공보에 기재된 동일 평면 상에 2개의 검출 코일을 배치하는 구성에 비해서, 검출 코일(20a, 20b)의 권선부의 예상 각도와 가동 블록(23A)의 기계적 회전 각도도 증가한다. 따라서, 검출 코일(20a, 20b)의 각 임피던스(Z)의 직선성이 양호한 회전 각도(θ)의 범위가 넓어진다. 또, 검출 코일(20a, 20b)의 사양이 동일하기 때문에, 2개의 검출 코일(20a, 20b)의 특성을 대략 동일하게 할 수 있고, 권선 가공, 비용면에서 유리하다.The position sensor of this embodiment shown to FIGS. 25-28 is shown to FIG. 2, FIG. 3 based on the idea of a fail-safe system in consideration of using for the automobile (for example, detection of an accelerator pedal position, etc.). The detection unit of the position sensor is doubled, and the two detection coils 20a are rotated about two detection coils 20a and 20b curved at the same curvature and the rotation axis of the movable block 23A in FIGS. 25 and 26. And two cores 60a and 60b curved at the same curvature to be respectively penetrated into 20b, and the two detection coils 20a and 20b are disposed so as to overlap in the rotation axis direction of the cores 60a and 60b. Compared with the structure of arrange | positioning two detection coils on the same plane as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-186903, the anticipated angle of the winding part of detection coil 20a, 20b and the mechanical rotation angle of movable block 23A also increase. . Therefore, the range of the rotation angle (theta) with favorable linearity of each impedance Z of detection coil 20a, 20b becomes wide. In addition, since the specifications of the detection coils 20a and 20b are the same, the characteristics of the two detection coils 20a and 20b can be made substantially the same, which is advantageous in terms of winding processing and cost.
또한, 도 27, 도 28에 도시하는 위치 센서는 큰 곡률(작은 곡률 반경)로 만곡된 검출 코일(20c)과, 작은 곡률(큰 곡률 반경)로 만곡된 검출 코일(20d)과, 가동 블록(23B)의 회전축을 중심으로 회전함으로써 2개의 검출 코일(20c 20d)에 각각 관입되는 큰 곡률로 만곡된 코어(60c)와, 작은 곡률로 만곡된 코어(60d)를 구비하고, 검출 코일(20c, 20d)은 코어(60c, 60d)의 회전축에 대해서 동일 회전 각도(θ) 상, 또한 동일 평면 상에 배치되어 있다. 따라서, 도 25, 도 26에 도시하는 위치 센서와 동일하게 검출 코일(20c, 20d)의 권선부의 예상 각도와, 가동 블록(23B)의 기계적 회전 각도도 증가하고, 검출 코일(20c, 20d)의 각 임피던스(Z)의 직선성이 양호한 회전 각도(θ)의 범위가 넓어지고, 또한 박형화도 가능하게 된다.In addition, the position sensor shown in FIG. 27, FIG. 28 is the detection coil 20c curved by the large curvature (small curvature radius), the detection coil 20d curved by the small curvature (large curvature radius), and the movable block ( A core 60c curved with a large curvature penetrating into two detection coils 20c 20d by rotating about the rotation axis of 23B, and a core 60d curved with a small curvature are provided. 20d) is arrange | positioned on the same rotation angle (theta), and on the same plane with respect to the rotation axis of core 60c, 60d. Therefore, similarly to the position sensors shown in Figs. 25 and 26, the expected angles of the windings of the detection coils 20c and 20d and the mechanical rotation angles of the movable block 23B also increase, so that the detection coils 20c and 20d The range of the rotation angle (theta) with favorable linearity of each impedance Z becomes wider, and also thinning is attained.
여기에서, 본 실시 형태의 검출 코일(20a, 20b)(20c, 20d)을 만곡 보빈(22a, 22b)(22c, 22d)에 감은 후, 조립하기 전에, 검출 코일(20a, 20b)(20c, 20d)과 만곡 보빈(22a, 22b)(22c, 22d)을 일체적으로 수지(27)(28)로 몰드하면, 조립시, 진동·충격시의 단선 방지가 되어, 2개의 코일(20a, 20b)(20c, 20d) 사이의 위치 관계가 어긋나지 않게 되기 때문에, 조립시의 위치 어긋남에 의한 2계통 사이의 출력 변동이 발생하지 않는다. 또한, 일체적으로 성형하여 2개의 검출부로 하나의 부품이 되기 때문에, 가동 블록(23A)(23B)과의 위치 결정이 용이하게 되어 조립 시간도 단시간이 된다.Here, after winding the detection coil 20a, 20b (20c, 20d) of this embodiment to the curved bobbin 22a, 22b (22c, 22d), and before assembling, it detects the detection coil 20a, 20b (20c). 20d) and the curved bobbins 22a and 22b (22c and 22d) are integrally molded with the resins 27 and 28 to prevent disconnection during vibration and shock during assembly, thereby providing two coils 20a and 20b. Since the positional relationship between 20c and 20d does not shift, output fluctuations between two systems due to position shift at the time of assembly are not generated. In addition, since the molded parts are integrally formed into one component by two detection units, positioning with the movable blocks 23A and 23B is facilitated, and the assembly time is short.
또, 만곡 보빈(22a, 22b)(22c, 22d)의 변형을 교정한 상태에서 수지 몰드함으로써, 하우징(25A)(25B)측에 만곡 보빈(22a, 22b)(22c, 22d)의 변형을 교정하는 특별한 부재를 설치할 필요가 없어진다. 또한, 2개의 코어(60a, 60b)(60c, 60d)도일체적으로 수지 몰드하면, 서로 위치가 어긋나지 않기 때문에, 조립시의 위치 어긋남에 의한 2계통 사이의 특성 변동이 발생하지 않는다.Moreover, by resin-molding in the state which correct | amended the deformation of the curved bobbin 22a, 22b (22c, 22d), the deformation of the curved bobbin 22a, 22b (22c, 22d) is correct | amended on the housing 25A, 25B side. There is no need to install a special member. In addition, if the two cores 60a, 60b, 60c, 60d are also resin-molded together, the positions are not shifted from each other, so that there is no variation in characteristics between the two systems due to positional shift during assembly.
(실시 형태 5)(Embodiment 5)
본 실시 형태의 위치 센서의 구성은 실시 형태 1 내지 4 중 어느 하나와 동일하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명은 생략한다. 본 실시 형태에서는 신호 처리 회로(40)가 출력하는 변위 신호(Vout)의 구성에 대해서 설명한다.The structure of the position sensor of this embodiment is the same as that of any one of Embodiment 1-4, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure, and description is abbreviate | omitted. In this embodiment, the structure of the displacement signal Vout output from the signal processing circuit 40 is demonstrated.
위치 센서의 신호를 받아서 처리하는 시스템인 ECU가 디지털 회로인 경우, 변위 신호(Vout)가 아날로그 신호이면 여분의 A/D 변환이나 D/A 변환을 반복함으로써 오차가 발생하고, 또한 응답 지연을 수반하지만, 변위 신호(Vout)가 디지털 신호이면 아날로그 신호와 같은 상기 문제는 없고, 또한 신호 전달시의 외부 노이즈의 영향을 받기 어렵다. 그래서, 신호 처리 회로(40)가 출력하는 변위 신호(Vout)를 디지털 신호로 구성한 예를 도시한다. 신호 처리 회로(40)는 검출부(50)의 출력 전압의 피크값(V1)을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로(도시 생략)와, 상기 디지털 신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로(도시 생략)를 구비하고 있다.If the ECU, which is a system that receives and processes the signal of the position sensor, is a digital circuit, if the displacement signal Vout is an analog signal, an error occurs by repeating an extra A / D conversion or D / A conversion, and accompanied by a response delay. However, if the displacement signal Vout is a digital signal, there is no such problem as an analog signal, and it is difficult to be affected by external noise during signal transmission. Thus, an example in which the displacement signal Vout output from the signal processing circuit 40 is constituted by a digital signal is shown. The signal processing circuit 40 includes a signal including an A / D conversion circuit (not shown) for converting the peak value V1 of the output voltage of the detector 50 into a digital signal, and a correction circuit for digital trimming the digital signal. A correction circuit (not shown) is provided.
도 29는 신호 처리 회로(40)가 출력하는 변위 신호(Vout)의 제1 예를 도시하고, 변위 신호(Vout)는 기준 펄스(Vr)의 펄스폭 3개분의 폭(T1)을 갖는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호가 출력한 후 위치 정보에 따른 시간(T2)을 지나서 출력되는 펄스 신호로 구성된다. ECU측에서는 출력 개시 신호의 펄스 폭(T1)과, 펄스 신호가 나타날 때까지의 시간(T2)을 타이머로 측정함으로써, 코어(60)와 검출코일(20)의 상대 위치를 판단할 수 있다.FIG. 29 shows a first example of the displacement signal Vout output from the signal processing circuit 40, and the displacement signal Vout starts output having the width T1 of three pulse widths of the reference pulse Vr. Signal and a pulse signal which is output after a time T2 according to the positional information after the output start signal is output. On the ECU side, the relative position of the core 60 and the detection coil 20 can be determined by measuring the pulse width T1 of the output start signal and the time T2 until the pulse signal appears with a timer.
도 30은 신호 처리 회로(40)가 출력하는 변위 신호(Vout)의 제2 예를 도시하고, 변위 신호(Vout)는 기준 펄스(Vr)의 펄스폭 3개분의 폭을 갖는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호에 이어서 출력되는 위치 정보에 따른 수의 펄스 신호로 구성된다. ECU측에서는 출력 개시 신호에 이어지는 펄스 신호의 수를 카운터로 계수함으로써, 코어(60)와 검출 코일(20)의 상대 위치를 판단할 수 있다.30 shows a second example of the displacement signal Vout output by the signal processing circuit 40, the displacement signal Vout being an output start signal having a width equal to three pulse widths of the reference pulse Vr, It consists of the number of pulse signals according to the positional information output following the output start signal. On the ECU side, the relative position of the core 60 and the detection coil 20 can be determined by counting the number of pulse signals following the output start signal with a counter.
도 31은 신호 처리 회로(40)가 출력하는 변위 신호(Vout)의 제3 예를 도시하고, 변위 신호(Vout)는 위치 정보에 따른 듀티비의 펄스 신호로 구성되고, 그 튜티비의 온, 오프 시간은 기준 펄스(Vr)의 펄스수에 의해서 각각 결정된다. ECU측에서는 주기와 펄스폭을 타이머로 계측함으로써, 코어(60)와 검출 코일(20)의 상대 위치를 판단할 수 있다.FIG. 31 shows a third example of the displacement signal Vout output by the signal processing circuit 40, and the displacement signal Vout is composed of a pulse signal of duty ratio according to the positional information, and the duty ratio is on, The off time is determined by the number of pulses of the reference pulse Vr, respectively. On the ECU side, the relative position between the core 60 and the detection coil 20 can be determined by measuring the period and the pulse width with a timer.
또한, 필요 비트수의 디지털 출력을 확보하면 위치 센서(ECU) 사이의 배선수가 증가해 버리지만, 도 29∼도 31에 도시하는 예에 의하면, 신호선은 하나로 된다. 또, 변위 신호(Vout)는 위치 정보에 따른 펄스폭의 펄스 신호로 구성되어도 된다. 또한, 신호선의 수가 문제가 되지 않으면, 변위 신호(Vout)를 위치 검출에 필요한 분해능을 만족하는 비트수의 디지털 신호로 구성해도 된다.Further, if the digital output of the required number of bits is secured, the number of wirings between the position sensors ECU increases, but according to the examples shown in Figs. 29 to 31, the signal lines are one. Moreover, the displacement signal Vout may be comprised with the pulse signal of the pulse width according to positional information. If the number of signal lines is not a problem, the displacement signal Vout may be composed of a digital signal having the number of bits satisfying the resolution required for position detection.
(실시 형태 6)(Embodiment 6)
본 실시 형태의 위치 센서의 검출 코일의 단면 구조, 회로 구성을 도 32, 도 33에 각각 도시한다. 본 실시 형태의 위치 센서는 차재용으로 사용하는 것을 고려하여, 페일 세이프 시스템의 사상에 기초하여 센서의 검출부를 2중으로 한 것이다.32 and 33 show cross-sectional structures and circuit configurations of the detection coil of the position sensor of the present embodiment, respectively. In consideration of using the position sensor of the present embodiment, the detection unit of the sensor is doubled based on the idea of the failsafe system.
위치 센서는 중공의 보빈(15a, 15b)에 각각 감겨진 감은 축 방향으로 대향하여 배치된 검출 코일(20e, 20f)과, 검출 코일(20e, 20f)의 감은 축 방향(X)으로 변위하여 보빈(15a, 15b)의 중공으로 관입되는 코어(60e)와, 소정의 진폭의 직류 전류에 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전류를 중첩한 정전류(Ida, Idb)를 검출 코일(20e, 20f)에 각각 출력하는 정전류 회로(30A)와, 정전류 회로(30A)가 출력하는 정전류(Ida) 및 검출 코일(20e)의 임피던스(Za)에 의해 결정되는 검출 코일(20e)의 양단 전압의 피크값을 코어(60e)와 검출 코일(20e)의 위치 정보를 나타내는 변위 신호로 변환하는 신호 처리 회로(40a)와, 정전류 회로(30A)가 출력하는 정전류(Idb) 및 검출 코일(20f)의 임피던스(Zb)에 의해 결정되는 검출 코일(20f)의 양단 전압의 피크값을 코어(60e)와 검출 코일(20f)의 위치 정보를 나타내는 변위 신호로 변환하는 신호 처리 회로(40b)를 구비한다.The position sensor is configured to detect the detection coils 20e and 20f which are disposed to face the winding axial directions respectively wound on the hollow bobbins 15a and 15b, and the windings of the detection coils 20e and 20f are displaced in the bobbin direction X. The cores 60e penetrated into the hollows of the 15a and 15b, and the constant currents Ida and Idb which superimposed the alternating currents of a predetermined frequency and amplitude on the direct current of a predetermined amplitude, respectively, are provided to the detection coils 20e and 20f. The peak value of the voltage at both ends of the detection coil 20e determined by the constant current circuit 30A to be output, the constant current Ida output by the constant current circuit 30A, and the impedance Za of the detection coil 20e is determined. To the signal processing circuit 40a for converting the position information of the position 60e and the detection coil 20e into a displacement signal, the constant current Idb output by the constant current circuit 30A, and the impedance Zb of the detection coil 20f. The peak value of the voltage of both ends of the detection coil 20f determined by this indicates the positional information of the core 60e and the detection coil 20f. And a signal processing circuit (40b) for converting a signal above.
본 실시 형태에서 2개의 검출 코일(20e, 20f)은 구조 부재(도시 생략)에 장착된 동일 코일(60e)을 공용하고, 동일한 정전류 회로(30A)가 소정의 주파수 및 진폭의 정전류(Ida, Idb)를 2개의 검출 코일(20e, 20f)에 각각 출력함으로써, 검출부의 2중화에 따른 비용 상승을 저감할 수 있다.In the present embodiment, the two detection coils 20e and 20f share the same coil 60e mounted on the structural member (not shown), and the same constant current circuit 30A uses the constant currents Ida and Idb of a predetermined frequency and amplitude. ) Is output to the two detection coils 20e and 20f, respectively, so that the cost increase due to the duplication of the detection unit can be reduced.
또, 정전류 회로(30A), 신호 처리 회로(40a, 40b)의 능동 회로부를 모놀리식 IC로 구성하면, IC부는 가장 비용이 높은 부품이기 때문에, 검출부의 2중화에 따른 비용 상승을 더욱 저감할 수 있다.In addition, if the active circuit portions of the constant current circuit 30A and the signal processing circuits 40a and 40b are constituted by monolithic ICs, the IC portion is the most expensive component, so that the cost increase due to the duplication of the detection portion can be further reduced. Can be.
이하, 실시 형태 1 내지 6의 위치 센서의 구체적인 사용법에 대해서 설명한다. 먼저, 차재의 액셀 페달 검출용 위치 센서로서 이용하는 경우에는, 검출 각도가 30°정도로 좁기 때문에, 동일 평면 내에 동일 곡률의 만곡 보빈을 배치할 수 있고, 검출 코일의 임피던스를 상보적으로 할 수 있다. 또, 차실내에 배치되기 때문에, 동작 상한 온도는 그다지 높지 않다. 또한, 검출 각도에 대해서 충분히 큰 스트로크가 있기 때문에, 코어의 재질이나 형상에 그다지 고안을 행하지 않아도 스크로크 중앙 부분의 직선성이 좋은 부분을 이용할 수 있다.Hereinafter, the specific usage of the position sensor of Embodiment 1 thru | or 6 is demonstrated. First, when used as an on-vehicle pedal detection position sensor, since the detection angle is narrow to about 30 °, curved bobbins having the same curvature can be arranged in the same plane, and the impedance of the detection coil can be complementary. Moreover, since it is arrange | positioned in a vehicle interior, the upper limit operation temperature is not so high. In addition, since there is a sufficiently large stroke with respect to the detection angle, it is possible to use a portion having a good linearity at the center of the stroke without devising much material or shape of the core.
다음에, 스로틀 위치 센서로서 이용하는 경우에는, 검출 각도가 90°이상으로 크고, 또한 기계적 스트로크도 크게 할 필요가 있기 때문에, 도 25 및 도 26에 도시하는 만곡 보빈의 2단 겹침이나, 혹은 도 27 및 도 28에 도시하는 바와 같이, 동일 평면 내의 동일 각도 범위에 다른 곡률을 갖는 만곡 보빈을 나열하는 구조가 적합하다. 또, 검출 각도에 대한 기계적 스트로크의 여유가 한정되어 있기 때문에, 코어로는 SUS430 등의 코일 임피던스의 직선성이 얻어지기 쉬운 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 스로틀 위치 센서는 엔진 룸 내에 배치되기 때문에, 높은 동작 상한 온도가 요구되고, 코어로서 직선성이 얻어지기 쉬운 재료를 선택한 다음에, 알맞은 바이어스 전류를 코일에 부여하고, 각도 변위에 의한 온도 특성(온도 계수)을 최소한으로 하는 것이 바람직하다.Next, when used as a throttle position sensor, since the detection angle is larger than 90 ° and the mechanical stroke also needs to be large, two-stage overlapping of the curved bobbin shown in FIGS. 25 and 26 or FIG. 27. And a structure in which curved bobbins having different curvatures in the same angular range in the same plane is suitable as shown in FIG. 28. Moreover, since the margin of mechanical stroke with respect to a detection angle is limited, it is preferable to select a material from which the linearity of coil impedance, such as SUS430, is easy to be obtained as a core. Since the throttle position sensor is disposed in the engine room, a high operating upper limit temperature is required, and as a core, a material which is likely to obtain linearity is selected, and then a suitable bias current is applied to the coil, and the temperature characteristics due to angular displacement (temperature It is preferable to minimize the coefficient).
또, 발전 설비 등의 플랜트용으로 이용하는 위치 센서는 고온으로 되기 때문에, 코어 재료로서는 철 크롬을 이용한 다음, 알맞은 바이어스 전류를 코일에 부여하고, 각도 변위에 의한 온도 특성(온도 계수)을 최소한으로 하는 방법이 바람직하다.In addition, since the position sensor used for a plant, such as a power generation facility, becomes high temperature, iron chromium is used as a core material, an appropriate bias current is given to a coil, and temperature characteristics (temperature coefficient) by angular displacement are minimized. The method is preferred.
또한, 원동기 부착 자전거에 이용하는 각도 검출용의 위치 센서는 비용면에서 검출부를 1계통으로만 하고 있는 경우가 있지만, 일반적으로 자동차에 이용되는 각도 검출용의 위치 센서는 시스템으로서의 신뢰성을 확보하기 위해서 검출부의 2중화를 도모해도 된다.In addition, although the position sensor for angle detection used for a motorized bicycle uses only one detection part in terms of cost, in general, the position sensor for angle detection used for automobiles is a detection part in order to ensure reliability as a system. You may also plan to double.
상기와 같이, 본 발명의 위치 센서는, 소정의 진폭의 직류 전류에 소정이 주파수 및 진폭의 교류 전류를 중첩한 정전류를 출력하는 정전류 회로와, 정전류를 공급하는 적어도 검출 코일로 이루어지는 검출부와, 검출 코일에 대해서 검출 코일의 감은 축 방향으로 상대 변위하는 자성 재료로 이루어지는 코어와, 정전류에 의해서 발생하는 검출부의 출력 전압의 피크값에 기초하여 코어와 검출 코일의 위치 정보를 나타내는 변위 신호를 출력하는 신호 처리 회로를 구비하고, 코어의 검출 코일에 대한 전체 변위 구간에서의 검출부의 출력 전압의 피크값의 온도 계수의 변동폭이 코어의 검출 코일에 대한 전체 변위 구간에서의 소정의 주파수에서의 검출부의 임피던스의 교류 성분의 온도 계수의 변동폭보다 작게 되도록, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 어느 하나의 하나 이상을 설정하는 것이다.As described above, the position sensor of the present invention includes a detection unit including a constant current circuit for outputting a constant current in which a predetermined current superimposes an alternating current of frequency and amplitude on a direct current of a predetermined amplitude, at least a detection coil for supplying a constant current, and a detection unit. A signal for outputting a displacement signal representing the positional information of the core and the detection coil based on the peak of the core of the magnetic material wound relative to the coil in the axial direction and the output voltage of the detection portion generated by the constant current. And a processing circuit, wherein a variation in the temperature coefficient of the peak value of the peak value of the output voltage of the detection section in the entire displacement section with respect to the detection coil of the core is determined by the impedance of the detection section at a predetermined frequency in the overall displacement section with respect to the detection coil of the core. The constant current of the direct current and alternating current so that it is smaller than the fluctuation range of the temperature coefficient of the alternating current component At least one of the temperature characteristic of the ratio, the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detection unit, the ratio of the direct current of the constant current to the alternating current, and the temperature characteristic of the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detecting unit To set it.
이 경우, 검출 대상에 따라서 검출 코일을 자유롭게 선택할 수 있는 동시에, 회로 상의 정수를 설정함으로써 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변위 의존성을 용이하게 저감할 수 있고, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 보상할 수 있다.In this case, the detection coil can be freely selected in accordance with the detection target, and the displacement dependence of the temperature coefficient of the impedance of the detection coil can be easily reduced by setting a constant on the circuit, and the temperature coefficient of the impedance of the detection coil with respect to the displacement can be easily reduced. The change in can be compensated by a simple circuit.
상대 변위하는 코어는, 검출 코일의 권선 내에 관입 가능한 것이 바람직하다. 이 경우, 검출 코일의 임피던스의 변화를 크게 할 수 있다.It is preferable that the relative displacement core can be penetrated into the winding of the detection coil. In this case, the change in the impedance of the detection coil can be increased.
검출부의 출력 전압의 직류 성분의 온도 계수는, 검출 코일의 권선 내에 대한 코어의 관입량이 최소인 경우의 검출부의 출력 전압의 교류 성분의 온도 계수보다, 코어의 관입량이 최대인 경우의 검출부의 출력 전압의 교류 성분의 온도 계수에 가까운 것이 바람직하다. 이 경우, 검출부의 출력 전압의 피크값의 온도 계수의 변동폭을 작게 할 수 있다.The temperature coefficient of the direct current component of the output voltage of the detection unit is the output voltage of the detection unit when the penetration amount of the core is larger than the temperature coefficient of the AC component of the output voltage of the detection unit when the penetration amount of the core to the winding of the detection coil is minimum. It is preferable to be close to the temperature coefficient of the alternating current component of. In this case, the fluctuation range of the temperature coefficient of the peak value of the output voltage of a detection part can be made small.
정전류 회로는, 소정의 진폭의 직류 전압에 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전압을 중첩한 전압을 발생하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 회로를 구비하고, 직류 전압과 교류 전압을 각각 설정함으로써, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율을 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 간단한 회로 구성과, 회로 상의 정수의 설정에 의해서, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율을 설정할 수 있다.The constant current circuit includes an oscillation circuit for generating a voltage obtained by superimposing a DC voltage of a predetermined amplitude with an alternating voltage of a predetermined frequency and amplitude, and a voltage-current conversion circuit for converting an output voltage of the oscillating circuit into a current. It is preferable to set the ratio of the direct current of the constant current and the alternating current by setting the voltage and the alternating voltage, respectively. In this case, the ratio of the direct current of the constant current to the alternating current can be set by a simple circuit configuration and setting the constant on the circuit.
정전류 회로는, 소정의 진폭의 직류 전압에 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전압을 중첩한 전압을 발생하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 교환 회로를 구비하고, 발진 회로가 구비하는 직류 전압의 값을 결정하는 저항의 저항값의 온도 계수를 설정함으로써, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성을 설정해도 좋다. 이 경우에도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The constant current circuit includes an oscillation circuit for generating a voltage obtained by superimposing a DC voltage of a predetermined amplitude with an alternating voltage of a predetermined frequency and amplitude, and a voltage-current exchange circuit for converting an output voltage of the oscillating circuit into a current. You may set the temperature characteristic of the ratio of the direct current of direct current and alternating current by setting the temperature coefficient of the resistance value of the resistance which determines the value of the direct current voltage with which a circuit is equipped. Also in this case, the same effects as above can be obtained.
정전류 회로는, 소정 진폭의 직류 전압에 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전압을 중첩한 전압을 발생하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 회로를 구비하고, 교류 전압의 주파수의 온도 특성을 설정함으로써, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성을 설정하는 것이 바람직하다.The constant current circuit includes an oscillation circuit for generating a voltage obtained by superimposing a DC voltage of a predetermined amplitude with an alternating voltage of a predetermined frequency and amplitude, and a voltage-current conversion circuit for converting an output voltage of the oscillating circuit into a current. It is preferable to set the temperature characteristic of the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detection unit by setting the temperature characteristic of the frequency of.
이 경우, 정전류 회로를 집적 회로로 구성하여 회로상의 정수 설정을 용이하게 행할 수 없는 경우라도, 교류 전압의 발진 주파수를 결정하기 위한 저항이나 콘덴서를 외부에 부착하는 구성을 채용하여, 이들 저항이나 콘덴서의 온도 계수를 선택함으로써, 검출부 임피던스의 교류 성분의 온도 특성을 설정할 수 있다.In this case, even when the constant current circuit is composed of an integrated circuit and the constant constant on the circuit cannot be easily set, a resistor or a capacitor for externally attaching a resistor or a capacitor for determining the oscillation frequency of the AC voltage is adopted. By selecting the temperature coefficient of, the temperature characteristic of the AC component of the detector impedance can be set.
정전류 회로는 소정의 진폭의 직류 전류를 출력하는 직류 정전류 회로와, 소정의 주파수 및 진폭의 교류 전류를 출력하는 교류 정전류 회로를 구비하고, 직류 전류의 진폭의 온도 특성과, 교류 전류의 주파수의 온도 특성과, 교류 전류의 진폭의 온도 특성 중 적어도 하나를 설정함으로써, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 어느 하나 이상을 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 간단한 회로 구성과, 회로상의 정수의 설정에 의해, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 보상할 수 있다.The constant current circuit includes a direct current constant current circuit for outputting a direct current of a predetermined amplitude, and an alternating current constant current circuit for outputting an alternating current of a predetermined frequency and amplitude, the temperature characteristic of the amplitude of the direct current and the temperature of the frequency of the alternating current. By setting at least one of the characteristic and the temperature characteristic of the amplitude of the alternating current, the ratio of the direct current of the constant current to the alternating current, the ratio of the alternating current component to the direct current component of the impedance of the detector, and the ratio of the direct current to the alternating current of the constant current It is preferable to set any one or more of the temperature characteristic of and the temperature characteristic of the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of a detection part. In this case, the change in the temperature coefficient of the impedance of the detection coil with respect to the displacement can be compensated for by the simple circuit configuration and the setting of the constant on the circuit.
검출부는 검출 코일과, 검출 코일에 직렬 접속되어, 코어의 변위에 의해 임피던스가 변화하지 않는 회로 소자를 구비하고, 신호 처리 회로는 정전류에 의해 발생하는 검출 코일과 회로 소자의 직렬 회로의 양단 전압의 피크값에 따라 코어와검출 코일의 위치 정보를 나타내는 변위 신호를 출력하고, 회로 소자의 임피던스의 교류 성분 및 직류 성분과, 회로 소자의 임피던스의 교류 성분 및 직류 성분의 온도 계수 중 적어도 하나를 설정함으로써, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 적어도 하나를 설정하는 것이 바람직하다.The detection unit includes a detection coil and a circuit element connected to the detection coil in series and whose impedance does not change due to the displacement of the core. The signal processing circuit includes a voltage of both ends of the detection circuit generated by the constant current and the series circuit of the circuit element. Outputting a displacement signal indicative of the position information of the core and the detection coil according to the peak value, and setting at least one of an AC component and a DC component of the impedance of the circuit element, and an AC component and a DC coefficient of the DC component of the impedance of the circuit element It is preferable to set at least one of the temperature characteristic of the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detector, and the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detector.
이 경우, 정전류 회로를 집적 회로로 구성하여 회로상의 정수 설정을 용이하게 행할 수 없는 경우라도, 변위에 대한 검출부 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 보상할 수 있다.In this case, even when the constant current circuit is constituted by an integrated circuit and the constant on the circuit cannot be easily set, the change in the temperature coefficient of the detector impedance with respect to the displacement can be compensated by a simple circuit.
회로 소자는 저항인 것이 바람직하다. 이 경우, 낮은 비용으로 검출부의 임피던스를 제어할 수 있다.The circuit element is preferably a resistor. In this case, the impedance of the detector can be controlled at low cost.
회로 소자는 인덕터인 것이 바람직하다. 이 경우, 낮은 비용으로 검출부의 직류 저항과 교류 임피던스를 제어할 수 있다.The circuit element is preferably an inductor. In this case, the DC resistance and the AC impedance of the detector can be controlled at low cost.
정전류 회로는 직류 전류의 진폭, 교류 전류의 주파수 및 진폭을 설정하는 저항과, 저항의 값을 설정하는 디지털 타이밍 수단을 구비하는 집적 회로로 이루어지고, 디지털 트리밍 수단에 의해 저항의 값을 설정함으로써, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율과, 검출부의 임피던스의 교류 성분과 직류 성분의 비율과, 정전류의 직류 전류와 교류 전류의 비율의 온도 특성과, 검출부의 임피던스 교류 성분과 직류 성분의 비율의 온도 특성 중 어느 하나 이상을 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 용이하게 보상할 수 있다.The constant current circuit is composed of an integrated circuit having a resistor for setting the amplitude of the DC current, the frequency and the amplitude of the AC current, and a digital timing means for setting the value of the resistor, and by setting the value of the resistor by the digital trimming means, The temperature characteristic of the ratio of the direct current of the constant current and the alternating current, the ratio of the alternating current component and the direct current component of the impedance of the detection unit, the temperature characteristic of the ratio of the direct current of the constant current to the alternating current, and the temperature of the ratio of the impedance alternating current component and the direct current component of the detection unit It is preferable to set any one or more of the characteristics. In this case, the change in the temperature coefficient of the impedance of the detection coil with respect to the displacement can be easily compensated by a simple circuit.
신호 처리 회로는 정류 회로와, 정류 회로의 출력을 피크 홀드하는 회로를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 신호 처리 회로를 간단한 회로로 구성할 수 있다.The signal processing circuit preferably includes a rectifier circuit and a circuit for peak holding the output of the rectifier circuit. In this case, the signal processing circuit can be constituted by a simple circuit.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값의 온도 계수와는 역극성의 온도 계수를 가지는 증폭기를 구비하고, 증폭기의 출력에 따라 코어와 검출 코일의 위치 정보를 나타내는 변위 신호를 출력하는 것이 바람직하다. 이 경우, 증폭기의 출력은 온도 보상된 변위에만 의존하는 신호이고, 이 출력을 처리함으로써 온도 보상된 변위 신호를 얻을 수 있다.The signal processing circuit preferably includes an amplifier having a temperature coefficient of reverse polarity with the temperature coefficient of the peak value of the output voltage of the detector, and outputs a displacement signal indicating the position information of the core and the detection coil in accordance with the output of the amplifier. . In this case, the output of the amplifier is a signal that depends only on the temperature compensated displacement, and by processing this output a temperature compensated displacement signal can be obtained.
발진 회로가 발생하는 교류 전압은 삼각파인 것이 바람직하다. 이 경우, 정현파 전압보다 간단하게 교류 전압을 발진 회로로부터 얻을 수 있다.The AC voltage generated by the oscillation circuit is preferably a triangle wave. In this case, the AC voltage can be obtained from the oscillation circuit more simply than the sinusoidal voltage.
교류 정전류 회로가 출력하는 교류 전류는 삼각파인 것이 바람직하다. 이 경우, 정현파 전압보다 간단하게 교류 전압을 교류 정전류 회로로부터 얻을 수 있다.The AC current output by the AC constant current circuit is preferably a triangular wave. In this case, the AC voltage can be obtained from the AC constant current circuit more simply than the sinusoidal voltage.
검출 코일의 권선 턴 수, 권선의 감음 피치 및 검출 코일에 입력되는 신호의 주파수는 검출 코일의 권선이 가지는 임피던스 성분의 온도 계수와, 코어가 검출 코일에 대해 상대 변위하는 것에 기인하는 검출 코일의 임피던스 성분의 온도 계수가 동일하게 되는 각 값인 것이 바람직하다. 이 경우, 코어가 관입되어 있지 않은 경우의 검출 코일의 임피던스를 제어하여, 임피던스의 온도 변화가 코어와 검출 코일의 상대 변위에 의해 변하지 않도록 할 수 있다.The number of winding turns of the detection coil, the winding pitch of the winding, and the frequency of the signal input to the detection coil are the temperature coefficient of the impedance component of the detection coil's winding and the impedance of the detection coil due to the relative displacement of the core with respect to the detection coil. It is preferable that it is each value to which the temperature coefficient of a component becomes the same. In this case, the impedance of the detection coil when the core is not penetrated can be controlled so that the change in temperature of the impedance does not change due to the relative displacement of the core and the detection coil.
코어는 검출 코일의 권선이 가지는 임피던스 성분의 온도 계수와, 코어가 검출 코일에 상대 변위하는 것에 기인하는 검출 코일의 임피던스 성분의 온도 계수가 같아지는 재료로 형성해도 된다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The core may be formed of a material in which the temperature coefficient of the impedance component of the winding of the detection coil is equal to the temperature coefficient of the impedance component of the detection coil due to the relative displacement of the core to the detection coil. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
코어에 실시된 표면 처리는 검출 코일의 권선이 가지는 임피던스 성분의 온도 계수와, 코어가 검출 코일에 상대 변위하는 것에 기인하는 검출 코일의 임피던스 성분의 온도 계수가 동일해 지는 표면 처리여도 된다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The surface treatment applied to the core may be a surface treatment in which the temperature coefficient of the impedance component of the winding of the detection coil is equal to the temperature coefficient of the impedance component of the detection coil due to the relative displacement of the core to the detection coil. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
코어는 적어도 표면을 부피 저항율의 온도 계수가 작은 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 코어가 관입되어 있는 경우의 검출 코일의 임피던스의 온도 변동을 작게 할 수 있다.The core preferably forms at least the surface of a material having a small temperature coefficient of volume resistivity. In this case, the temperature variation of the impedance of the detection coil when the core is inserted can be reduced.
코어는 적어도 표면을 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-철 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 구리-니켈 합금, 망가닌 중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 적어도 코어의 표면을 부피 저항율의 온도 계수가 작은 재료로 용이하게 형성할 수 있다.The core preferably forms at least a surface of any one of a nickel-chromium alloy, a nickel-chromium-iron alloy, an iron-chromium-aluminum alloy, a copper-nickel alloy, and manganine. In this case, at least the surface of the core can be easily formed of a material having a small temperature coefficient of volume resistivity.
코어는 원하는 길이로 절단한 전열선을 구부림 가공하여 형성한 것이 바람직하다. 이 경우, 코어가 관입되어 있는 경우의 검출 코일의 임피던스의 온도 변동을 보다 작게 할 수 있고, 또한 재료의 손실을 적게 할 수 있다.The core is preferably formed by bending a heating wire cut to a desired length. In this case, the temperature variation of the impedance of the detection coil when the core is inserted can be made smaller, and the loss of material can be reduced.
전열선은 니켈-크롬 합금, 니켈-크롬-철 합금, 철-크롬-알루미늄 합금, 구리-니켈 합금, 망가닌 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 원하는 길이로 절단한 전열선을 구부림 가공하여 용이하게 형성할 수 있다.The heating wire is preferably formed of any one of a nickel-chromium alloy, a nickel-chromium-iron alloy, an iron-chromium-aluminum alloy, a copper-nickel alloy, and manganine. In this case, the heating wire cut to the desired length can be easily formed by bending.
검출 코일의 권선은 니크롬, 망가닌, 구리-니켈 합금 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 코어가 관입되어 있는 경우의 검출 코일의 임피던스의 온도 변동을 작게 하는 것이 가능하다.The winding of the detection coil is preferably formed of any one of nichrome, manganine and a copper-nickel alloy. In this case, it is possible to reduce the temperature variation of the impedance of the detection coil when the core is inserted.
코어의 단부로부터 소정의 길이 부분은 다른 부분보다 자속이 통과하기 쉬운 것이 바람직하다. 이 경우, 단부 효과가 경감되어, 출력의 직선성을 확보할 수 있는 구간을 확대할 수 있다.It is preferable that the magnetic flux passes through the predetermined length portion from the end of the core more than the other portion. In this case, the end effect is reduced, and the section | piece which can ensure output linearity can be enlarged.
코어의 단부로부터 소정의 길이 부분은 다른 부분보다 굵은 것이 바람직하다. 이 경우, 금속 사출 성형으로 코어를 성형하는 경우에 유리하고, 혹은 2부재의 조합으로도 코어를 용이하게 형성할 수 있다.It is preferable that the predetermined length portion from the end of the core is thicker than the other portion. In this case, it is advantageous when the core is molded by metal injection molding, or the core can be easily formed by a combination of two members.
코어의 단부로부터 소정의 길이 부분은 다른 부분보다 투자율이 높은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 코어의 굵기를 일정하게 할 수 있으므로 역학적으로 안정되고, 또한, 2부재의 조합으로도 코어를 용이하게 형성할 수 있다.The predetermined length portion from the end of the core is preferably formed of a material having a higher permeability than the other portion. In this case, since the thickness of the core can be made constant, it is mechanically stable and the core can be easily formed even by a combination of two members.
코어의 단부로부터 소정 길이의 부분은 다른 부분보다 투자율이 높은 재료로 표면 처리되는 것이 바람직하다. 이 경우, 코어의 굵기를 일정하게 할 수 있으므로 역학적으로 안정되고, 만곡된 코어라도 용이하게 형성할 수 있다.The portion of the predetermined length from the end of the core is preferably surface treated with a material having a higher permeability than the other portion. In this case, since the thickness of a core can be made constant, even if it is dynamically stable and a curved core can be formed easily.
코어는 단부로부터 소정 길이의 부분의 표면에 퍼멀로이 도금을 실시한 전자 스테인레스로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 코어의 단부와 다른 부분의 투자율의 밸런스가 좋고, 또한 내식성에도 우수하다.It is preferable that a core consists of electron stainless steel which permalloy plated the surface of the part of predetermined length from an edge part. In this case, the balance of the magnetic permeability of the end part of a core and another part is good, and is excellent also in corrosion resistance.
코어의 단부는 챔퍼링 처리를 행해 에지를 제거하는 것이 바람직하다. 이 경우, 보빈의 내부에서 코어가 걸리지 않아, 걸림에 의한 직선성의 악화를 방지할 수 있다.It is preferable that the end of the core is chamfered to remove the edge. In this case, the core is not caught inside the bobbin, and deterioration of linearity due to the latch can be prevented.
검출 코일은 소정의 곡률로 만곡된 형상을 가지고 있고, 검출 코일을 고정하여, 검출 코일의 곡률 변화를 교정하는 수단을 가지는 하우징을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출 코일의 곡률 변화를 교정 및 방지할 수 있다.The detection coil preferably has a shape that is curved at a predetermined curvature and has a housing having a means for fixing the detection coil and correcting a change in curvature of the detection coil. In this case, the change in curvature of the detection coil can be corrected and prevented.
하우징은 검출 코일의 내측 반경 부분의 적어도 일부에 접함으로써, 검출 코일의 곡률 변화를 교정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출 코일의 곡률 변화를 확실하게 교정 및 방지할 수 있다.The housing preferably contacts the at least a portion of the inner radial portion of the detection coil to correct for the change in curvature of the detection coil. In this case, the change in the curvature of the detection coil can be reliably corrected and prevented.
위치 센서는 검출 코일을 감은 보빈을 구비하고, 조립전에 코일과 보빈을 수지 몰드하는 것이 바람직하다. 이 경우, 조립시의 단선(斷線) 방지, 진동·충격에 대한 단선 방지를 도모할 수 있고, 또한, 만곡 보빈의 경우, 변형을 교정한 상태에서 수지 몰드함으로써, 하우징측에 검출 코일의 곡률 변화를 교정하는 수단이 없어도, 검출 코일의 곡률 변화를 교정 및 방지할 수 있다.The position sensor includes a bobbin wound around a detection coil, and it is preferable to resin mold the coil and the bobbin before assembly. In this case, it is possible to prevent disconnection at the time of assembling and to prevent disconnection against vibration and impact, and in the case of the curved bobbin, the curvature of the detection coil on the housing side by resin molding in the state where deformation is corrected. Even if there is no means for correcting the change, the change in the curvature of the detection coil can be corrected and prevented.
위치 센서는 검출 코일을 각각 감은 2개의 보빈을 구비하고, 조립전에 2개의 검출 코일과 2개의 보빈을 일체로 수지 몰드하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 효과에 추가하여, 2개의 검출 코일의 위치 관계가 어긋나지 않아, 조립시의 위치 어긋남에 의한 2계통의 검출부간의 출력 변동이 발생하지 않는다.The position sensor is provided with two bobbins each wound with a detection coil, and it is preferable that the two detection coils and the two bobbins are resin-molded integrally before assembly. In this case, in addition to the above effects, the positional relationship between the two detection coils does not deviate, and output fluctuations between the two systems of detection due to the positional shift during assembly do not occur.
위치 센서는 검출 코일 및 코어를 각각 2개 구비하고, 2개의 검출 코일에 각각 관입되는 2개의 코어를 일체로 수지 몰드하는 것이 바람직하다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.It is preferable that the position sensor is provided with two detection coils and two cores, and resin molds integrally the two cores which respectively penetrate into two detection coils. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
검출 코일은 동일한 곡률로 만곡된 2개의 검출 코일을 구비하고, 코어는 회전축을 중심으로 회전함으로써 2개의 검출 코일에 각각 관입되며, 동일한 곡률로만곡된 2개의 코어를 구비하고, 2개의 검출 코일은 코어의 회전축 방향으로 겹쳐 배치되는 것이 바람직하다.The detection coil has two detection coils curved at the same curvature, and the cores are infiltrated into the two detection coils by rotating about the rotation axis, respectively, and have two cores curved at the same curvature, and the two detection coils It is preferable to arrange | position in the rotation axis direction of a core.
이 경우, 검출 코일의 권선부의 예상 각도, 가동 블록의 기계적 회전 각도를 크게 할 수 있으므로, 검출 코일의 임피던스의 직선성이 양호한 회전 각도의 범위를 확대할 수 있다. 또한, 2개의 검출 코일의 수단을 동일하게 할 수 있으므로, 2개의 검출 코일의 특성을 동일하게 할 수 있어, 코일 가공, 비용면에서 유리해진다.In this case, since the expected angle of the winding portion of the detection coil and the mechanical rotation angle of the movable block can be increased, the range of the rotation angle with good linearity of the impedance of the detection coil can be expanded. In addition, since the means of the two detection coils can be made the same, the characteristics of the two detection coils can be made the same, which is advantageous in terms of coil processing and cost.
검출 코일은 상호 다른 곡률로 만곡된 2개의 검출 코일을 구비하고, 코어는 회전축을 중심으로 회전함으로써 2개의 검출 코일에 각각 관입되며, 상호 다른 곡률로 만곡된 2개의 코어를 구비하고, 2개의 검출 코일은 코어의 회전축에 대해 동일 회전 각도상에, 또한 동일 평면상에 배치되는 것이 바람직하다.The detection coil has two detection coils curved at different curvatures, and the cores are infiltrated into the two detection coils by rotating about a rotation axis, respectively, and have two cores curved at different curvatures. The coil is preferably arranged on the same rotational angle and on the same plane with respect to the axis of rotation of the core.
이 경우, 검출 코일의 권선부의 예상 각도, 가동 블록의 기계적 회전 각도를 크게 할 수 있으므로, 검출 코일의 임피던스의 직선성이 양호한 회전 각도의 범위를 확대할 수 있음과 동시에, 박형화가 가능해진다.In this case, since the expected angle of the winding portion of the detection coil and the mechanical rotation angle of the movable block can be increased, the range of the rotation angle where the linearity of the impedance of the detection coil is good can be extended and the thickness can be reduced.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 디지털 신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로를 구비하고, 신호 처리 회로가 출력하는 변위 신호는 위치 검출에 필요한 분해능을 만족하는 비트수의 디지털 신호인 것이 바람직하다.The signal processing circuit includes a signal correction circuit having an A / D conversion circuit for converting a peak value of the output voltage of the detector into a digital signal, and a correction circuit for digitally trimming the digital signal, and the displacement signal output by the signal processing circuit. Is preferably a digital signal of the number of bits that satisfies the resolution required for position detection.
이 경우, 위치 센서의 출력이 입력되어 처리하는 시스템(예를 들면, ECU)이 디지털 회로인 경우, 위치 센서의 출력이 아날로그 신호이면 쓸데없는 AD 변환, DA변환을 반복함으로써 오차가 발생하고, 또한 응답 지연을 동반하지만, 위치 센서의 출력은 디지털 출력이므로 이러한 문제가 발생하지 않는다. 또한, 아날로그 출력에 비해 신호 전달시에 외부 노이즈의 영향을 받지 않는다. 또한, 필요한 분해능을 만족하는 비트수의 디지털 신호이므로, ECU측은 리얼 타임으로 판독을 할 수 있고, 또한 처리를 신속하게 행할 수 있다.In this case, if the system (e.g., ECU) for which the output of the position sensor is inputted and processed is a digital circuit, an error occurs by repeating useless AD conversion and DA conversion if the output of the position sensor is an analog signal. Although accompanied by a response delay, this problem does not occur because the output of the position sensor is a digital output. In addition, compared to analog outputs, the signal transmission is not affected by external noise. In addition, since the digital signal is the number of bits that satisfies the required resolution, the ECU side can read in real time and perform the processing quickly.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 디지털 신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로를 구비하고, 신호 처리 회로가 출력하는 변위 신호는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호가 출력되고 나서 위치 정보에 따른 시간을 거쳐 출력되는 펄스 신호로 구성되는 것이 바람직하다.The signal processing circuit includes a signal correction circuit having an A / D conversion circuit for converting a peak value of the output voltage of the detector into a digital signal, and a correction circuit for digitally trimming the digital signal, and the displacement signal output by the signal processing circuit. Is preferably composed of an output start signal and a pulse signal output over time after the output start signal is output.
이 경우, 위치 센서의 출력이 입력되어 처리하는 시스템(예를 들면, ECU)이 디지털 회로인 경우, 위치 센서의 출력이 아날로그 신호이면 쓸데없는 AD 변환, DA 변환을 반복함으로써 오차가 발생하고, 또한 응답 지연이 동반되지만, 위치 센서의 출력은 디지털 출력이므로, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 또한, 아날로그 출력에 비해 신호 전달시에 외부 노이즈의 영향을 받지 않음과 동시에, 신호선을 하나로 삭감할 수 있다.In this case, if the system (e.g., ECU) for which the output of the position sensor is inputted and processed is a digital circuit, if the output of the position sensor is an analog signal, an error occurs by repeating useless AD conversion and DA conversion. Although accompanied by a response delay, this problem does not occur since the output of the position sensor is a digital output. In addition, compared to the analog output, the signal lines are not affected by external noise and the signal lines can be reduced to one.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 디지털신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로를 구비하고, 신호 처리 회로가 출력하는 변위 신호는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호에 연속해서 출력되는 위치 정보에 따른 듀티비의 펄스 신호로 구성되어도 된다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The signal processing circuit includes a signal correction circuit including an A / D conversion circuit for converting a peak value of the output voltage of the detector into a digital signal, and a correction circuit for digitally trimming the digital signal, and the displacement signal output by the signal processing circuit. May be composed of an output start signal and a pulse signal having a duty ratio corresponding to positional information that is continuously output to the output start signal. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 디지털 신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로를 구비하고, 신호 처리 회로가 출력하는 변위 신호는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호에 연속해서 출력되는 위치 정보에 따른 펄스폭의 펄스 신호로 구성되어도 된다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The signal processing circuit includes a signal correction circuit having an A / D conversion circuit for converting a peak value of the output voltage of the detector into a digital signal, and a correction circuit for digitally trimming the digital signal, and the displacement signal output by the signal processing circuit. May be composed of an output start signal and a pulse signal having a pulse width corresponding to the positional information continuously outputted to the output start signal. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
신호 처리 회로는 검출부의 출력 전압의 피크값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 디지털 신호를 디지털 트리밍하는 보정 회로를 구비하는 신호 보정 회로를 구비하고, 신호 처리 회로가 출력하는 변위 신호는 출력 개시 신호와, 출력 개시 신호에 연속해서 출력되는 위치 정보에 따른 수의 펄스 신호로 구성되어도 된다. 이 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The signal processing circuit includes a signal correction circuit having an A / D conversion circuit for converting a peak value of the output voltage of the detector into a digital signal, and a correction circuit for digitally trimming the digital signal, and the displacement signal output by the signal processing circuit. May be composed of an output start signal and a number of pulse signals corresponding to positional information that is continuously output to the output start signal. Also in this case, the same effect as above can be obtained.
검출 코일을 2개 구비하고, 2개의 검출 코일은 구조 부재에 부착된 동일한 코어를 공용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출부의 2중화에 따르는 비용 상승을 저감시킬 수 있다.It is preferable that two detection coils are provided and two detection coils share the same core attached to the structural member. In this case, it is possible to reduce the increase in cost caused by the duplication of the detection unit.
검출 코일을 2개 구비하고, 동일한 정전류가 소정의 주파수 및 진폭의 정전량을 2개의 검출 코일에 출력하는 것이 바람직하다. 이 경우도, 검출부의 2중화에 따르는 비용 상승을 저감시킬 수 있다.It is preferable to provide two detection coils, and the same constant current outputs the electrostatic amount of predetermined frequency and amplitude to two detection coils. In this case as well, it is possible to reduce the increase in cost caused by the duplication of the detection unit.
상기 각 회로의 능동 회로는 모놀리식 IC로 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출부의 2중화에 따르는 비용 상승을 저감할 수 있고, 특히 IC부는 가장 비용이 높은 부품이므로, 공용화의 메리트가 크다.The active circuit of each of the above circuits is preferably composed of a monolithic IC. In this case, an increase in the cost due to the duplication of the detection unit can be reduced. In particular, since the IC unit is the most expensive component, the merit of common use is large.
상기와 같이, 본 발명에 의하면, 변위에 대한 검출 코일의 임피던스의 온도 계수의 변화를 간단한 회로로 보상할 수 있는 위치 센서를 제공할 수 있고, 차재의 엑셀 폐달 검출용 위치 센서, 발전 설비 등의 플랜트용에 이용하는 위치 센서, 원동기 부착 자전거에 이용하는 각도 검출용의 위치 센서 등에 적합하게 이용할 수 있다.As mentioned above, according to this invention, the position sensor which can compensate the change of the temperature coefficient of the impedance of a detection coil with respect to a displacement with a simple circuit can be provided, and it is possible to provide the It can use suitably for the position sensor used for a plant, the position sensor for angle detection used for bicycles with a motor, etc.
Claims (44)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001199835 | 2001-06-29 | ||
JPJP-P-2001-00199835 | 2001-06-29 | ||
PCT/JP2002/006534 WO2003002947A1 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Position sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040014981A true KR20040014981A (en) | 2004-02-18 |
KR100487878B1 KR100487878B1 (en) | 2005-05-04 |
Family
ID=19037064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2003-7002948A KR100487878B1 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Position sensor |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6909279B2 (en) |
EP (1) | EP1314964B1 (en) |
KR (1) | KR100487878B1 (en) |
CN (1) | CN1247961C (en) |
DE (1) | DE60217457T2 (en) |
WO (1) | WO2003002947A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180057488A (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-30 | 삼성전기주식회사 | Apparatus for controlling position of camera module using peak detection |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737957B1 (en) | 2000-02-16 | 2004-05-18 | Verance Corporation | Remote control signaling using audio watermarks |
CN1333234C (en) * | 2003-04-22 | 2007-08-22 | 松下电工株式会社 | Displacement-detecting device |
US20060001419A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-05 | Grand Door Development Limited | Angular sensor and safety mechanism therefor |
EP2244068A3 (en) * | 2005-05-12 | 2013-10-30 | Panasonic Corporation | Position sensor |
JP4674533B2 (en) * | 2005-12-02 | 2011-04-20 | パナソニック電工株式会社 | AC current detection coil |
JP4960767B2 (en) * | 2007-05-25 | 2012-06-27 | パナソニック株式会社 | Displacement sensor |
JP4972782B2 (en) * | 2007-06-22 | 2012-07-11 | 株式会社ワコム | Position detection device |
DE112008002534T5 (en) * | 2007-09-20 | 2010-08-26 | Panasonic Electric Works Co., Ltd., Kadoma-shi | Proximity sensor and proximity sensor detector |
US8659306B2 (en) | 2008-10-15 | 2014-02-25 | Azoteq (Pty) Ltd | Parasitic capacitance cancellation in capacitive measurement applications |
US20110149458A1 (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | Caterpillar Inc. | Systems and methods for detecting solenoid armature movement |
JP5452415B2 (en) * | 2010-08-17 | 2014-03-26 | パナソニック株式会社 | Detection device |
US8572838B2 (en) | 2011-03-02 | 2013-11-05 | Honeywell International Inc. | Methods for fabricating high temperature electromagnetic coil assemblies |
US8466767B2 (en) | 2011-07-20 | 2013-06-18 | Honeywell International Inc. | Electromagnetic coil assemblies having tapered crimp joints and methods for the production thereof |
US8860541B2 (en) | 2011-10-18 | 2014-10-14 | Honeywell International Inc. | Electromagnetic coil assemblies having braided lead wires and methods for the manufacture thereof |
DE102011085737A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-08 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Angular sensor based on eddy current |
US9076581B2 (en) | 2012-04-30 | 2015-07-07 | Honeywell International Inc. | Method for manufacturing high temperature electromagnetic coil assemblies including brazed braided lead wires |
US8754735B2 (en) | 2012-04-30 | 2014-06-17 | Honeywell International Inc. | High temperature electromagnetic coil assemblies including braided lead wires and methods for the fabrication thereof |
JP6098513B2 (en) * | 2012-10-23 | 2017-03-22 | 日本精工株式会社 | Torque detection device, electric power steering device, and vehicle |
US9027228B2 (en) | 2012-11-29 | 2015-05-12 | Honeywell International Inc. | Method for manufacturing electromagnetic coil assemblies |
US20140167795A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Texas Instruments Incorporated | Active feedback silicon failure analysis die temperature control system |
US9722464B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-08-01 | Honeywell International Inc. | Gas turbine engine actuation systems including high temperature actuators and methods for the manufacture thereof |
CN203260444U (en) * | 2013-04-01 | 2013-10-30 | 江苏多维科技有限公司 | Non-contact potentiometer |
DE102013110046B4 (en) * | 2013-09-12 | 2023-03-16 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Method and electrical circuit for determining a physical and/or chemical temperature-dependent process variable |
DE102014016189A1 (en) | 2014-11-03 | 2016-05-04 | Audi Ag | Determining a position of a movable element of a linear actuator intended for a motor vehicle |
WO2016138546A2 (en) | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Azoteq (Pty) Ltd | Inductance sensing |
CN104786020A (en) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 芜湖三花自控元器件有限公司 | End cover closing processing technology of four-way reversing valve |
JP6458742B2 (en) * | 2016-01-20 | 2019-01-30 | オムロン株式会社 | Proximity sensor |
DE102016103075A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-24 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING AT LEAST ONE PROPERTY OF A COIL, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE POSITION OF AN ACTUATOR, AND MOTOR VEHICLE |
CN113759188A (en) * | 2021-07-02 | 2021-12-07 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | Parallel reactor fault detection method and device and terminal |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH674896A5 (en) * | 1987-11-20 | 1990-07-31 | Vibro Meter Ag | |
US4864232A (en) * | 1988-03-07 | 1989-09-05 | Sunpower, Inc. | Temperature compensation for displacement transducer |
US5107211A (en) * | 1990-04-12 | 1992-04-21 | Mitchell Rose | Transducer for measuring rotary displacement of an object |
US5115193A (en) * | 1990-12-05 | 1992-05-19 | Data Instruments, Inc. | Inductive linear displacement transducer and temperature-compensating signal processor |
DE19500982C2 (en) * | 1995-01-14 | 1997-07-17 | Bosch Gmbh Robert | Displacement sensor |
JPH0933202A (en) | 1995-07-21 | 1997-02-07 | Santesuto Kk | Displacement detection apparatus |
-
2002
- 2002-06-28 CN CNB028024303A patent/CN1247961C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 KR KR10-2003-7002948A patent/KR100487878B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-06-28 DE DE60217457T patent/DE60217457T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 EP EP02738842A patent/EP1314964B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 US US10/344,689 patent/US6909279B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 WO PCT/JP2002/006534 patent/WO2003002947A1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180057488A (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-30 | 삼성전기주식회사 | Apparatus for controlling position of camera module using peak detection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1314964B1 (en) | 2007-01-10 |
DE60217457D1 (en) | 2007-02-22 |
US20030173952A1 (en) | 2003-09-18 |
DE60217457T2 (en) | 2007-10-25 |
EP1314964A1 (en) | 2003-05-28 |
EP1314964A4 (en) | 2004-11-03 |
KR100487878B1 (en) | 2005-05-04 |
CN1247961C (en) | 2006-03-29 |
US6909279B2 (en) | 2005-06-21 |
CN1464972A (en) | 2003-12-31 |
WO2003002947A1 (en) | 2003-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100487878B1 (en) | Position sensor | |
JP4135551B2 (en) | Position sensor | |
KR100567367B1 (en) | Displacement-detecting device | |
KR101433784B1 (en) | Induction position sensor using reference signal | |
US7911354B2 (en) | Inductive position sensor | |
US7183761B2 (en) | Rotation sensor | |
US7458261B2 (en) | Liquid level detector | |
US7377163B2 (en) | Liquid level detector | |
US20130021023A1 (en) | Position sensor | |
WO2006076968A1 (en) | A sensor | |
KR20070088294A (en) | Inductive position sensor with common mode corrective winding and simplified signal conditioning | |
JP2008180550A (en) | Magnetic sensor device | |
US4506220A (en) | Temperature compensated magnetoresistive effect thin film magnetic sensor | |
US7999534B2 (en) | Rotation sensor with detection signal timing cycle features | |
WO2002101396A1 (en) | Magnetic sensor | |
EP1249693A2 (en) | Relative-rotational-position detection apparatus | |
KR100525741B1 (en) | Magnetic sensor | |
JP4026405B2 (en) | Position sensor | |
Zabler et al. | A non-contact strain-gage torque sensor for automotive servo-driven steering systems | |
US5867022A (en) | Inductive angle-of-rotation sensor having rotatable magnetically conductive element within single winding coil | |
JP2006527357A (en) | Sensor for determining the absolute angular position of a rotating member over 360 ° | |
JP6759925B2 (en) | Torque sensor and its correction method | |
US20030052696A1 (en) | Temperature compensation of an inductive sensor | |
JP3777096B2 (en) | Rotational position sensor | |
JP4230249B2 (en) | Throttle opening detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |